PUSAT PENGONTROL LAMPU PADA RUMAH PINTAR BERBASIS RASPBERRY PI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

TUGAS AKHIR

PUSAT PENGONTROL LAMPU PADA RUMAH PINTAR BERBASIS RASPBERRY PI Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro

Oleh: ADI PRASETYO NIM : 135114004

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHRAMA YOGYAKARTA 2017


FINAL PROJECT

CENTER OF CONTROLLER LAMP ON SMART HOME BASED ON RASPBERRY PI Presented as Partial Fullfilment of the Requirments To Obtain the Sarjana Teknik Degree In Electrical Engineering Study Program

ADI PRASETYO NIM : 135114004

DEPARTEMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHRAMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2017

i





HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO:

MAKSIMAL DALAM BERUSAHA DAN SELALU POSITIF DALAM HASIL USAHA

Skripsi ini kupersembahkan kepada… Allah SWT yang Maha Kuasa Segenap Keluarga-ku yang Kucintai Sahabat-sahabat yang ku sayangi dan.. Teman-teman Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma

v



INTISARI Pencahayaan lampu pada rumah maupun gedung dan perkantoran tidak selalu bisa di pantau secara berkala, sehingga pengontrol lampu dibutuhkan dalam hal tersebut untuk memudahkan pemilik rumah saat berpergian dengan tujuan memudahkan pemilik rumah dalam pencahayaan. Penelitian ini memberikan inovasi dalam mengembangkan sistem kendali lampu secara manual dan otomatis menggunakan teknologi Raspberry Pi agar lebih mempermudah masyarakat. Pengontrol lampu pada rumah pintar menggunakan Raspberry Pi sebagai pusat pengolah data sistem. Tombol pada GUI pengontrol lampu dan sensor diberikan sebagai masukan Raspberry Pi. Raspberry Pi mengolah masukan tombol pada GUI, Real-Time Clock (RTC) dan Analog to Digital Converter (ADC). Hasil masukan tombol pada GUI menentukan nyala lampu manual pada rumah pintar. Hasil masukan RTC menentukan waktu nyala dan mati lampu pada ruang tamu. Hasil ADC menentukan nyala lampu otomatis pada rumah pintar berdasarkan sensor. Sistem pusat pengontrol lampu pada rumah pintar berbasis Raspberry Pi berhasil mengendalikan tombol On/Off lampu dan pencahayaan lampu dalam mode manual dan otomatis. Pada mode manual pengguna dapat mengontrol lampu dengan menekan tombol yang terdapat pada GUI. Pada mode otomatis pengguna dapat mengontrol waktu nyala lampu berdasarkan waktu nyata dan kendali lampu otomatis berdasarkan masukan sensor. Kata kunci : ADC, GUI, Pengontrol lampu, Raspberry Pi, Rumah pintar, RTC, Sensor.

vii


ABSTRACT The lighting a lamp in homes, buildings, and offices can not always be monitored regularly, so light controllers are needed in that case to make it easier for homeowners when traveling in order to facilitate homeowners in lighting. This research gives an innovation in the reins of manual and automatic lamp development in order to facilitate the people. The reins in the smart home are using Raspberry Pi as the central of system data process. GUI lamp control button is given as Raspberry Pi input. The raspberry Pi is processing GUI, Real-Time Clock (RTC), and Analog to Digital Converter (ADC) buttons input. The result of GUI button determin the manual light in the smart home. The results of the RTC determine the light on and light off time in the guess room. The resuls of ADC determine the automatic light on in the smart home based on the sensor. The lamp central control system in the smart home based on Raspberry Pi is successful to control the lamp light in manual and automatic mode. In the manual mode, the user is able to control the light of the lamp by pressing the GUI button. In the automatic mode, the user is able to control the light on time of the lamp based on the light on and the lamp automatic reins based on the sensor. Key words : ADC, GUI, Lamp control, Raspberry Pi, Smart home, RTC, Sensor.

viii



DAFTAR ISI Halaman FINAL PROJECT......................................................................................................................i LEMBAR PERSETUJUAN.................................................................................................... ii LEMBAR PENGESAHAN.................................................................................................... iii PERNYATAAN KEASLIAN KARYA................................................................................ iv HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTTO HIDUP...............................................v LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH.......................................vi INTISARI.................................................................................................................................. vi ABSTRACT............................................................................................................................ viii KATA PENGANTAR..............................................................................................................ix DAFTAR ISI.............................................................................................................................. x DAFTAR GAMBAR.............................................................................................................. xii DAFTAR TABEL....................................................................................................................xv BAB I PENDAHULUAN......................................................................................................................1 1.1. Latar Belakang.............................................................................................................. 1 1.2. Tujuan dan Manfaat...................................................................................................... 2 1.3. Batasan Masalah............................................................................................................2 1.4. Metodologi Penelitian...................................................................................................3 BAB II DASAR TEORI......................................................................................................................... 6 2.1. Rumah Pintar................................................................................................................. 6 2.2. Raspberry Pi [4][5]....................................................................................................... 6 2.3. Bahasa Pemrograman Pyton.........................................................................................8 2.4. Sensor [9].......................................................................................................................9 2.4.1. Sensor Pergerakan (PIR Motion Sensor) [10]................................................ 10 2.4.1.1. Prinsip Kerja Sensor Pergerakan [10]...................................................10 2.4.2. Sensor Cahaya/PhotoDioda..............................................................................11 2.4.2.1. Prinsip Kerja Sensor Cahaya................................................................. 11 2.4.3. Sensor Ultraviolet (GUVA-S12D Sensor)......................................................13 2.4.3.1. Prinsip Kerja Sensor Ultraviolet............................................................13 2.5. Modul PCF8591(ADC/DAC).................................................................................... 14 2.6. Modul DS1302 RTC(Real-Time Clock)...................................................................15 2.7. Dioda Laser (Laser Pointer)....................................................................................... 16 2.8. Lampu DC................................................................................................................... 17 2.9. Driver Lampu DC....................................................................................................... 17 2.9.1. Penyearah Satu Fasa Gelombang Penuh.........................................................17 2.9.2. Regulator Tegangan IC 7812...........................................................................19 2.9.3. Transistor Switching.........................................................................................20 BAB III PERANCANGAN....................................................................................................................21 3.1. Pendahuluan................................................................................................................ 21 3.2. Perancangan Perangkat Keras Mekanis.................................................................... 23

x


3.2.1. Perancangan prototype model rumah pintar................................................... 23 3.2.2. Hubungan perangkat keras mekanik...............................................................23 3.3. Perancangan perangkat keras elektronis.................................................................. 24 3.3.1. Perancangan sensor cahaya/Photodioda..........................................................24 3.3.2. Perancangan Driver Lampu DC.......................................................................25 3.3.2.1. Regulator Tegangan................................................................................25 3.3.2.2. Transistor Switching TIP 41..................................................................27 3.3.3. Penggunaan Port GPIO.................................................................................... 28 3.4. Perancangan Perangkat Lunak..................................................................................28 3.4.1. Perancangan tampilan GUI.............................................................................. 29 3.4.2. Subrutin pengendalian Lampu Manual........................................................... 30 3.4.3. Subrutin pengendalian Lampu Otomatis........................................................ 33 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN.............................................................................................. 38 4.1. Perubahan Perancangan..............................................................................................38 4.1.1. Perubahan Perancangan Regulator Tegangan................................................ 38 4.1.2. Perubahan Perancangan Hubungan Perangkat Keras.................................... 39 4.1.3. Perubahan Penggunaan Port GPIO..................................................................40 4.2. Hasil Implementasi..................................................................................................... 41 4.3. Analisa Keberhasilan Alat..........................................................................................45 4.4. Pembahasan Perangkat Keras.................................................................................... 50 4.4.1. Driver Lampu DC.............................................................................................51 4.4.2. ADC MCP3008.................................................................................................54 4.4.2.1. Sensor Cahaya.........................................................................................55 4.4.2.2. Sensor Motion.........................................................................................56 4.4.2.3. Sensor Ultraviolet................................................................................... 57 4.4.3. Modul RTC DS1307.........................................................................................60 4.5. Pembahasan Perangkat Lunak................................................................................... 61 4.5.1. Pembahasan Perangkat Lunak Pengontrol Lampu Otomatis........................ 67 4.5.2. Pembahasan Perangkat Lunak Pengontrol Lampu Manual...........................73 4.5.3. Pembahasan Perangkat Lunak Antar muka (GUI).........................................76 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN.............................................................................................. 80 5.1. Kesimpulan..................................................................................................................80 5.2. Saran.............................................................................................................................80 DAFTAR PUSTAKA..............................................................................................................81 LAMPIRAN.............................................................................................................................L1

xi


DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 1.1 Diagram blok perancangan.................................................................................... 4 Gambar 2.1. Alamat pin GPIO...................................................................................................8 Gambar 2.2. Jenis sensor analog dan digita.............................................................................. 9 Gambar 2.3. PIR sensor (sensor Piroelektrik).........................................................................10 Gambar 2.4. Jangkauan pir motion sensor.............................................................................. 11 Gambar 2.5. Photodioda........................................................................................................... 12 Gambar 2.6. Rangkaian pembagi tegangan.............................................................................12 Gambar 2.7. Modul sensor Ultraviolet.................................................................................... 13 Gambar 2.8. Respon spektrum arus......................................................................................... 13 Gambar 2.9. Modul PCF8591.................................................................................................. 14 Gambar 2.10. Karakteristik single input..................................................................................15 Gambar 2.11. Rangkaian RTC DS1302.................................................................................. 15 Gambar 2.12. Modul RTC DS1302......................................................................................... 16 Gambar 2.13. Struktur Dioda laser.......................................................................................... 16 Gambar 2.14. Lampu DC..........................................................................................................17 Gambar 2.15. Rangkaian penyearah satu fasa gelombang penuh......................................... 17 Gambar 2.16. Gelombang masukan dan gelombang keluaran penyearah............................18 Gambar 2.17. Gelombang keluaran penyearah terhubung filter............................................18 Gambar 2.18. Seri IC 78 dan tegangan keluaran yang dihasilkan.........................................19 Gambar 2.19. Rangkaian regulator tegangan..........................................................................19 Gambar 2.20. Minimal tegangan masukan regulator tegangan IC seri 7800....................... 19 Gambar 2.21. Transistor switching..........................................................................................20 Gambar 3.1. Diagram blok perancangan.................................................................................21 Gambar 3.2. Perancangan Prototype Model Rumah Pintar................................................... 22 Gambar 3.3. Desain prototype rumah pintar...........................................................................23 Gambar 3.4. Hubungan perangkat keras................................................................................. 24 Gambar 3.5. Perancangan sensor cahaya................................................................................ 25 Gambar 3.6. Rangkaian penyearah tegangan..........................................................................26 Gambar 3.7. Perancangan regulator tegangan menggunakan IC 7812................................. 26 Gambar 3.8. Keseluruhan perancangan driver lampu DC..................................................... 27 Gambar 3.9. Diagram alir utama..............................................................................................29 Gambar 3.10. Perancangan tampilan pengendalian lampu(GUI)..........................................30 Gambar 3.11. Diagram alir utama pengendalian lampu manual........................................... 31 Gambar 3.12. Diagram alir pengendalian lampu manual 1 dan 2......................................... 32 Gambar 3.13. Diagram alir pengendalian lampu manual 3 dan 4......................................... 33 Gambar 3.14. Diagram alir utama pengendalian lampu otomatis......................................... 34 Gambar 3.15. Diagram alir pengendalian lampu otomatis untuk lampu 1 dan 2.................35 Gambar 3.16. Diagram alir pengendalian lampu otomatis untuk lampu 3 dan 4.................36 Gambar 3.17. Diagram alir pengambilan data pengontrol lampu otomatis lampu 1 dan 2.................................................................................................... 37 Gambar 3.18. Diagram alir pengambilan data pengontrolan lampu otomatis lampu 3 dan 4 ..................................................................................................37 Gambar 4.1. Perancangan regulator tegangan baru................................................................ 38 Gambar 4.2. Setting RTC sebagai jam Raspberry Pi............................................................. 39 Gambar 4.3. Rangkaian pin MCP3008 ADC..........................................................................39 Gambar 4.4. Hubungan perangkat keras................................................................................. 40 Gambar 4.5. GUI pusat pengontrol lampu pada rumah pintar...............................................41 xii


Gambar 4.6. Bentuk fisik prototype rumah pintar tampak atas.............................................42 Gambar 4.7. Bentuk fisik prototype rumah pintar tampak depan......................................... 42 Gambar 4.8. Bentuk fisik Driver lampu DC........................................................................... 42 Gambar 4.9. Bentuk fisik regulator tegangan......................................................................... 43 Gambar 4.10. Bentuk fisik Modul MCP3008......................................................................... 43 Gambar 4.11. Bentuk fisik Modul RTC DS1307................................................................... 43 Gambar 4.12. Bentuk fisik Sensor Cahaya..............................................................................43 Gambar 4.13. Bentuk fisik Modul PIR Motion Sensor..........................................................44 Gambar 4.14. Bentuk fisik Modul Sensor Ultraviolet GUVA S12SD................................. 44 Gambar 4.15. GUI dalam keadaan mode manual...................................................................44 Gambar 4.16. GUI dalam keadaan mode otomatis.................................................................45 Gambar 4.17. Pengontrol lampu manual kondisi semua lampu dalam keadaan menyala...............................................................................................46 Gambar 4.18. Angka yang dimasukan pada pengaturan waktu nyala lampu.......................46 Gambar 4.19. Contoh bugs memasukkan angka waktu nyala/mati...................................... 47 Gambar 4.20. Contoh eksekusi pengontrolan waktu nyala/mati lampu............................... 48 Gambar 4.21. Data pendeteksian sensor sebagai masukan pengontrol lampu otomatis..................................................................................................48 Gambar 4.22. Tombol untuk mematikan lampu kamar mandi pengotrol lampu mode otomatis....................................................................................... 49 Gambar 4.23. Data hasil pengontrol lampu mode otomatis...................................................50 Gambar 4.24. Gelombang Duty cycle pada Driver lampu 1..................................................51 Gambar 4.25. Gelombang Duty cycle pada Driver lampu 2..................................................51 Gambar 4.26. Gelombang Duty cycle pada Driver lampu 3..................................................51 Gambar 4.27. Gelombang Duty cycle pada Driver lampu 4..................................................52 Gambar 4.28. Grafik tegangan keluaran pada lampu 1..........................................................53 Gambar 4.29. Grafik tegangan keluaran pada lampu 2..........................................................53 Gambar 4.30. Grafik tegangan keluaran pada lampu 3..........................................................54 Gambar 4.31. Grafik tegangan keluaran pada lampu 4..........................................................54 Gambar 4.32. Grafik hasil pengujian ADC 10 Bit Sensor Cahaya 1.................................... 56 Gambar 4.33. Grafik hasil pengujian ADC 10 Bit Sensor Cahaya 2.................................... 56 Gambar 4.34. Grafik hasil pendeteksian PIR Motion Sensor................................................57 Gambar 4.35. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX) saat pagi cerah...................................................................................................58 Gambar 4.36. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX) saat siang ......................................................................................................... 58 Gambar 4.37. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX) saat sore cerah................................................................................................... 59 Gambar 4.38. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX) saat pagi berawan..............................................................................................59 Gambar 4.39. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX) saat siang berawan............................................................................................ 59 Gambar 4.40. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX) saat sore berawan.............................................................................................. 60 Gambar 4.41. Hasil perbandingan waktu Modul RTC DS1307 dan waktu nyata............... 61 Gambar 4.42. Listing program modul python.........................................................................61 Gambar 4.43. Listing program pengauran GPIO Raspberry Pi............................................. 62 Gambar 4.44. Listing program definisi fungsi auto dan manual........................................... 62 Gambar 4.45. Listing program definisi kecerahan lampu 1...................................................63 xiii


Gambar 4.46. Listing program definisi pemanggilan waktu Raspberry Pi...........................63 Gambar 4.47. Listing program definisi atur pada box entry waktu nyala lampu 1..............64 Gambar 4.48. Listing program definisi clear box entry dan off waktu nyala lampu 1........ 64 Gambar 4.49. Listing program membaca channel ADC dan konversi ADC ke Volts........ 65 Gambar 4.50. Listing program pengaturan channel sensor....................................................65 Gambar 4.51. Listing program definisi dalam tombol pengontrol lampu manual............... 66 Gambar 4.52. Listing program master GUI............................................................................ 67 Gambar 4.53. Listing program looping master GUI.............................................................. 67 Gambar 4.54. Pengaturan waktu nyala lampu........................................................................ 67 Gambar 4.55. Listing program fungsi dalam pengaturan waktu nyala lampu 1.................. 68 Gambar 4.56. Listing program definisi fungsi kecerahan lampu 1....................................... 69 Gambar 4.57. Grafik hasil Duty cycle GPIO pada pengontrol otomatis waktu nyala lampu....................................................................................................... 69 Gambar 4.58. Tombol pengontrol lampu otomatis berdasarkan pendeteksian sensor........ 69 Gambar 4.59. Listing program pengolahan data ADC di dalam python...............................70 Gambar 4.60. Listing program fungsi pengontrol lampu otomatis berdasarkan pendeteksian sensor.......................................................................................... 71 Gambar 4.61. Grafik hasil Duty cycle GPIO pengontrol otomatis berdasarkan sensor cahaya.................................................................................................... 72 Gambar 4.62. Grafik hasil Duty cycle GPIO pengontrol otomatis berdasarkan sensor motion.................................................................................................... 72 Gambar 4.63. Grafik hasil Duty cycle GPIO pengontrol otomatsi berdasarkan sensor UV.......................................................................................................... 72 Gambar 4.64. Tombol pada GUI pengontrol lampu manual................................................. 73 Gambar 4.65. Pemrograman pengontrol lampu manual........................................................ 74 Gambar 4.66. Grafik Duty cycle GPIO pada pengontrol lampu 1.........................................75 Gambar 4.67. Grafik Duty cycle GPIO pada pengontrol lampu 2.........................................75 Gambar 4.68. Grafik Duty cycle GPIO pada pengontrol lampu 3.........................................75 Gambar 4.69. Grafik Duty cycle GPIO pada pengontrol lampu 4.........................................76 Gambar 4.70. Penampil jam pada GUI pusat pengontrol lampu...........................................76 Gambar 4.71. Listing program penampil jam pada GUI........................................................76 Gambar 4.72. Denah lampu ruamh pintar............................................................................... 76 Gambar 4.73. Listing program denah lampu rumah pintar.................................................... 77 Gambar 4.74. Tombol pengontrol mode otomatis dan mode manual...................................77 Gambar 4.75. Listing program tombol pengontol mode otomatis dan mode manual..........77 Gambar 4.76. Tombol pengontrol lampu otomatis pada GUI............................................... 78 Gambar 4.77. Listing program tombol pengontrol lampu otomatis pada GUI.................... 78 Gambar 4.78. Tombol pengontrol lampu manual pada GUI................................................. 79 Gambar 4.79. Listing program tombol pengontrol lampu manual pada GUI.......................79

xiv


DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1. Spesifikasi modul GUVA-S12D sensor................................................................ 14 Tabel 3.1. Keadaan lampu 2 menggunakan sensor cahaya....................................................25 Tabel 3.2. penggunaan port GPIO........................................................................................... 28 Tabel 4.1. Penggunaan port GPIO........................................................................................... 40 Tabel 4.2. hasil pengujian pengontrol lampu manual.............................................................46 Tabel 4.3. Data hasil pengujian waktu nyala lampu 1............................................................47 Tabel 4.4. Data hasil pengujian pengontrol lampu otomatis lampu 2 berdasarkan pendeteksian Sensor Cahaya 1 dan Sensor Cahaya 2........................................... 48 Tabel 4.5. Data hasil pengujian pengontrol lampu otomatis lampu 3 berdasarkan pendeteksian Sensor Motion................................................................................... 49 Tabel 4.6. Data hasil pengujian pengontrol lampu otomatis lampu 4 berdasarkan pendeteksian Sensor UV......................................................................................... 49 Tabel 4.7. Data pengecekan VCE pada Driver lampu............................................................52 Tabel 4.8. Data hasil pengujian Driver lampu DC saat semua lampu dalam keadaan menyala......................................................................................................52 Tabel 4.9. Hasil pengujian sensor cahaya dengan memaparkan cahaya langsung sinar laser..................................................................................................................55 Tabel 4.10. Hasil data pengujian jarak Modul PIR Motion Sensor...................................... 56 Tabel 4.11. Data hasil pengujian Sensor Ultraviolet.............................................................. 58

xv


BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Perkembangan teknologi informasi saat ini sangat pesat dengan adanya informasi tentang perkembangan teknologi di dunia membuat pelaku industri makro maupun industri mikro yang bergerak dibidang teknologi berlomba-lomba untuk mengembangkan teknologi dari berbagai aspek kehidupan sehari-hari. Mulai dari kenyamanan, keamanan, keselamatan, hemat energi, dan kemudahan. Termasuk rumah pintar yang mulai ramai diperbincangkan di mancanegara. Konsep rumah pintar dilengkapi dengan teknologi yang memungkinkan berbagai sistem dan perangkat dirumah dapat berkomunikasi satu sama lain[1]. Rumah pintar berisi berbagai sistem dan perangkat, seperti pemanas sentral, alarm kebakaran, televisi, pencahayaan dan media-media lainnya yang dapat menyampaikan informasi dan perintah satu sama lain. Untuk saat ini rumah pintar sudah dikembangkan dengan otomasi rumah berdasarkan keadaan yang sedang berlangsung dengan pendektesian menggunakan sensor atau di kontrol menggunakan remote[1]. Bagian yang penting dalam otomasi pada rumah itu sendiri mengedepankan kenyamanan, keamanan, dan kemudahan. Termasuk pencahayaan, dimana aktifitas sehari-hari yang dilakukan didalam ruangan maupun diluar ruangan tidak lepas dari bantuan pencahayaan, cahaya itu sendiri berasal dari matahari dan lampu yang terpasang pada rumah tinggal, gedung, perkantoran, dan lain-lain. Bagi sebagian orang ada yang enggan untuk selalu menghidupkan lampu atau mematikan lampu saat sedang beraktifitas, dan selalu memperhatikan keadaan lampu pada rumah yang memiliki bangunan luas seperti gedung, perkantoran, dan lain-lain. Selain itu kerap kali seseorang merasa gundah ketika sudah malam dan tidak ada dirumah. Rumah pintar dapat memberikan solusi pada permasalahan tersebut, dengan mengaplikasikan sistem otomasi pada pencahayaan rumah sehingga dapat memudahkan pemilik rumah dalam kehidupan sehari-hari. Dari penelitian yuli murtia yang berjudul “Lampu panggung terkendali musik berbasis Raspberry Pi” yang prinsip kerjanya adalah Raspberry pi sebagai pusat pengolah data dari file musik. Raspberry pi mendeteksi nada dan tempo, hasil pendeteksian nada menentukan

1

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2

penyalaan lampu beserta variasi warna lampu panggung, dan hasil pendeteksian tempo menetukan terang redup lampu panggung[2]. Dan pada tugas akhir apriyanto yang berjudul “Aplikasi PLC Modicon M221 untuk Smart Home dengan HMI Berbasis Android”. yang prinsip kerjanya adalah sebuah Smart Home yang terdiri dari pengendali lampu, pengendali motor, dan pengendali keamanan[3]. Pada tugas akhir yang berjudul “Pusat Pengontrol Lampu pada Rumah Pintar Berbasis Raspberry” ini mengembangkan dua referensi diatas. Aplikasi pada tugas akhir ini berupa pengendalian lampu DC berbasis raspberry pi seperti pada tugas akhir yang berjudul “Lampu Panggung Terkendali Musik Berbasis Raspberry Pi” yang mengaplikasikan raspberry pi sebagai pusat pengolah data, dan tugas akhir ini berupa prototype rumah dan sensor sebagai masukan dari tugas akhir yang berjudul “Aplikasi PLC Modicon M221 untuk Smart Home dengan HMI Berbasis Android”. Pada tugas akhir ini, pencahayaan otomatis dengan masukan sensor serta dapat di kendalikan pada tampilan GUI.

1.2. Tujuan dan Manfaat Tujuan yang hendak dicapai dari tugas akhir ini adalah: 1.

Membuat prototype rumah pintar dengan pusat pengaturan lampu berupa

tampilan GUI berbasis Raspberry pi. Manfaat yang diharapkan pada tugas akhir ini adalah: 1.

Memudahkan pemilik rumah dalam pencahayaan ketika sudah diterapkan.

2.

Diharapkan dapat memberikan sumbangan pemikiran dan acuan mengenai home

automation menggunakan Raspberry pi sehingga bisa dikembangkan lebih lanjut. 3. Memberikan gambaran mengenai salah satu aplikasi yang dapat diterapkan menggunakan Raspberry pi.

1.3. Batasan Masalah Pada tugas akhir ini perlu adanya batasan masalah yang sesuai dengan judul tugas akhir, agar pembahasannya mengarah ke tujuan pembuatan tugas akhir ini, adapun batasan masalahnya sebagai berikut: 1.

Menggunakan maket rumah dengan satu halaman rumah, satu ruang tamu, satu kamar tidur, dan satu kamar mandi.


2.

Menggunakan satu buah Raspberry pi 3 model B sebagai pusat pengolah data.

3.

Menggunakan sensor cahaya(LDR) untuk mendeteksi keberadaan orang saat melewati pintu.

4.

Menggunakan IR Motion sensor sebagai pendeteksi pergerakan.

5.

Menggunakan satu buah modul GUVA-S12D sebagai sensor ultraviolet sebagai otomatis pencahayaan.

6.

Lampu yang digunakan adalah lampu DC sebanyak empat buah.

7.

Pengendali nyala lampu berdasarkan waktu nyata, Menggunakan Modul DS1307 sebagai Real Time-Clock pada Raspberry pi.

8.

ADC/DAC, Menggunakan MCP3008 sebagai ADC dari sensor.

9.

Membuat tampilan berupa GUI sebagai pusat pengontrol lampu.

1.4. Metodologi Penelitian Berdasarkan tujuan yang ingin dicapai dalam penyusunan tugas akhir ini metode penelitian yang digunakan adalah: 1.

Studi pustaka, yaitu dengan cara mengumpulkan informasi dari berbagai literatur, literarur tersebut antara lain berupa buku, jurnal, datasheet. Selain itu, informasi dikumpulkan dari artikel-artikel diinternet yang mencangkup informasi Raspberry pi, pengaplikasian Raspberry pi dan bahasa pemrogaman pyton.

2.

Dokumenter, yaitu dengan cara mendapatkan sumber informasi dan arsip yang berkaitan dengan tugas akhir penulis, sehingga dapat membantu penulis dalam menyusun tugas akhir.

3.

Perancangan subsistem hardware, yaitu dengan cara merancang alat-alat yang dibutuhkan menjadi subsistem yang optimal berdasarkan pertimbangan dan tujuan dari perancangan alat pada tugas akhir.


Sensor Cahaya 1

Raspberry Pi

Sensor Cahaya 2

Pyton

Sensor gerak IR.Motion

RPi.GPIO

Driver Lampu DC

Lampu DC

Sensor Ultaraviolet

Penampil pengendalian lampu otomatis dan manual (GUI)

Tombol

Gambar 1.1 Diagram blok perancangan 4.

Pembuatan sistem hardware. berdasarkan gambar 1.1, rangkaian akan bekerja berdasarkan dari beberapa masukan sensor dan pengendalian waktu nyala lampu maupun kecerahan lampu yang digunakan sebagai masukan dari Raspberry pi. Pengendalian lampu dilakukan menggunakan tampilan pengendalian berupa GUI yang dapat mengatur kecerahan lampu dan waktu nyala lampu. Sensor cahya akan diuji pada saat terhalangi oleh benda atau tangan manusia untuk menyalakan lampu pada ruangan kamar tidur. Sensor pergerakan (IR motion sensor) akan diuji dengan bantuan tangan manusia memasuki ruangan kamar mandi untuk menyalakan lampu secara otomatis. Sensor ultraviolet akan diberi paparan sinar matahari atau sinar UV untuk menyalakan dan mengatur kecerahan lampu halaman secara otomatis.

5.

Proses pengambilan data. Pengambilan data sensor ultraviolet akan dilakukan dengan memberikan sinar UV (sinar matahari) dengan level yang berbeda, yaitu pada saat pagi, siang, sore, dan malam. Data yang diambil adalah banyaknya sinar UV yang diterima digunakan sebagai masukan pada kecerahan lampu. Pengambilan data pada sensor cahaya dengan cara melewatkan benda pada sensor dengan ketentuan salah satu atau semua mendeteksi dan tidak sama sekali. Maka data yang diambil adalah tegangan yang dihasilkan dari pengujian benda tersebut. Pada motion sensor pengambilan data dilakukan dengan memberikan gerakan pada jarak yang berbeda. Data yang diambil adalah aktif atau tidaknya sensor pada jarak yang berbeda-beda. Pengujian waktu nyala lampu, data yang diambil pada saat waktu yang ditentukan lampu menyala atau padam. Untuk pengambilan data kecerahan lampu melalui tampilan GUI, lampu diatur pada saat menyala,


redup, dan padam. Data yang diambil adalah tegangan dan PWM pada saat kondisi tersebut. 6.

Analisa dan penyimpulan hasil percobaan, analisa data dilakukan dengan pengecekan perubahan tegangan pada masing-masing sensor. Dan data pada tegangan keluaran pada GPIO sebagai masukan lampu pada saat kondisi tertentu. Analisa dan pengambilan kesimpulan mengacu pada kesesuaian sistem yang dibuat dengan perancangan sistem yang diharapkan.


BAB II DASAR TEORI 2.1. Rumah Pintar Konsep tentang rumah pintar telah berkembang sejak awal tahun 1980-an ketika konsep smart building mulai digunakan. Rumah pintar memiliki teknologi cerdas dengan remot atau pusat pengendalian dan sensor. Dalam rumah pintar, keinginan pemilik dan semua kebutuhan atau beberapa bagian peralatan dan fungsinya menjadi prioritas utama. Pada awalnya, ide tentang rumah pintar ini bertujuan untuk meningkatkan kenyamanan rumah bagi orang yang tidak cacat. Sekarang, rumah pintar juga memberi kenyamanan dan memenuhi kebutuhan oarang tua dan orang cacat untuk membantu serta menyemangati mereka. Rumah pintar berisi berbagai sistem dan perangkat, seperti pemanas sentral, alarm kebakaran, televisi, pencahayaan dan media-media lainnya yang dapat menyampaikan informasi dan perintah satu sama lain. Untuk saat ini rumah pintar sudah dikembangkan dengan otomasi rumah berdasarkan keadaan yang sedang berlangsung dengan pendektesian menggunakan sensor atau di kontrol menggunakan remote[1]. Banyak organisasi yang mengembangkan peralatan bangunan cerdas tersebut, seperti MIT, Siemens, Cisco, IBM, Xerox, Microsoft, dan banyak lagi lainnya yang telah bekerja untuk rumah pintar. Teknologi untuk rumah pintar pun semakin dikembangkan dari berbagai sisi, mulai dari strukturnya hingga sisi ekonomisnya. Teknologi yang sedang telah dapat dibuat dengan perangkat yang murah dan mudah

berkembang ini pun

didapatkan tetapi memiliki

nilai jual yang mahal serta inovasi dari rumah pintar sangat dinanti dan di perhitungkan oleh masyarakat luas. Rumah pintar bukan merupakan hal yang baru sehingga banyak perseorangan yang mulai berinovasi membuatnya sendiri[3].

2.2. Raspberry Pi [4][5] Raspberry pi merupakan mikrokomputer single-board circuit, dengan sistem chip Broadcom BCM2835 untuk raspi satu, Broadcom BCM2836 SoC untuk raspi dua, dan Broadcom BCM2837 untuk raspi tiga, chip mengintergrasikan sebuah prosesor(CPU),

6


graphics processing unit(GPU), dan memori pada suatu unit tunggal. Raspberry pi untuk sekarang sudah banyak generasi atau perkembangan dan model yang telah dirilis seperti Raspberry pi generasi pertama dengan model A, A+, B, B+, dan CM. Raspberry pi generasi kedua. Dan yang paling baru Raspberry pi generasi ketiga. Semakin baru generasi dari Raspberry pi maka spesifikasinya lebih baik. Raspberry pi generasi ketiga model B adalah pembaruan dari Raspberry pi generasi kedua model B+, bagian-bagian Raspberry pi generasi ketiga model B adalah sebagai berikut: 1.

Prosesor Prosesor berupa chip 32 bit, 1,2GHz system on a chip, dengan arsitektur Broadcom BCM2387 chipset, Quad-Core ARM Cortex-A53, memiliki RAM sebesar 1 GB.

2.

Slot secure digital card (SD Card) Raspberry pi memiliki kapasitas penyimpanan berupa SD Card. SD Card digunakan sebagai Hard drive untuk menyimpan seluruh data.

3.

Port USB Raspberry pi ini terdapat empat buah port USB. Port USB digunakan untuk terhubung dengan perangkat keras seperti keyboard atau mouse.

4.

Port Ethernet Raspberry pi generasi kedua model B memiliki sebuah port Ethernet yaitu 10/100 BaseT Ethernet socket untuk terhubung ke jaringan LAN dengan standar RJ45.

5.

Konektor HDMI Port HDMI digunakan sebagai media keluaran video dan audio digital. Sinyal HDMI mampu dikonversi menjadi DVI sehingga dapat digunakan untuk berbagai monitor.

6.

Keluaran composite video HDMI (rev 1.3 & 1.4) menyediakan keluaran untuk sinyal video NTSC dan PAL.

7.

Keluaran composite audio 3.5mm jack, HDMI menyediakan keluaran standar audio.

8.

Konektor kamera 15-pin MIPI Camera Serial Interface (CSI-2).

9.

Konektor tampilan (display) 15 jalur flat-flex kabel konektor dengan dua jalur data dan jalur jam.


Gambar 2.1. Alamat pin GPIO[5] Gambar 2.1. meunjukan alamat GPIO dari Raspberry pi generasi kedua dan ketiga, Raspberry ini memiliki 40 buah pin GPIO(General Purpose Input/Output). Port GPIO digunakan untuk berhubungan dengan suatu hardware eksternal.

2.3. Bahasa Pemrograman Pyton Pyton ditemukan oleh Guido van Russom. Pyton merupakan bahasa pemrograman aras tinggi. Program atau script dapat langsung dieksekusi, tidak perlu proses compiling ke kode mesin atau bahasa mesin sehingga kondisi error atau kesalahan program dapat langsung diketahui. Dalam pemrogaman pyton, program dan script tidak perlu menegaskan sebuah variabel berupa number, list, atau string[6][7]. pyton merupakan open source software. 1.

Modul NumPy NumPy merupakan modul pyton untuk scientific computing. Modul mempunyai kemampuan perhitungan N-dimensional arrays, operasi elmen-elmen, aljabar linier, dan mampu mengoprasikan kode C/C++/fortran[8].

2.

Modul SciPy SciPy merupakan paket yang menggunakan array NumPy dan memanipulasi data menggunakan permasalahan standar sains dan keteknikan: integrasi, fungsi maksimum atau minimum, pemrosesan sinyal dan image, matriks serta statistika[8].

3.

Modul RPi.GPIO GPIO merupakan modul untuk membaca dan mengendalikan port GPIO pada Raspberry pi[5].


2.4. Sensor [9] Sensor adalah komponen atau perangkat yang tujuannya mendeteksi kejadian atau perubahan lingkungan sekitarnya dan menghasilka output sesuai fungsinya. Cara kerja sensor dipengaruhi oleh tujuan dari sensor tersebut. Sensor sendiri dalam dunia rangkaian elektronika mempunyai peranan penting dan mengalami perkembangan yang cukup pesat, bahkan sampai saat ini terdapat jenis sensor analog dan sensor digital seperti pada gambar 2.2.

Gambar 2.2. Jenis sensor analog dan digital[9] Pengertian sensor dalam sebuah sistem elektronika, sebuah sirkuit harus bisa menerima suatu masukan misalnya suara, getaran, dan lain-lain yang akan diubah menjadi energi listrik. Biasanya komponen yang dipilih untuk kondisi tersebut adalah sensor dan transduser. Kata transduser sendiri adalah istilah untuk sebuah atau dua buah sensor yang bisa mendeteksi atau merasakan perubahan lingkungan sekitarnya seperti panas, perubahan posisi, sinyal listrik, radiasi, tekanan, atau medan magnet dan lain-lain. sebuah sensor dapat digolongkan dalam dua jenis yaitu : 1.

Sensor aktif, cara kerja sensor aktif membutuhkan catu daya eksternal untuk mengoperasikannya biasanya disebut sinyal pemicu, hal ini digunakan oleh sensor untuk memperoduksi atau menghasilkan sinyal keluaran.

2.

Sensor pasif, cara kerja sensor pasif tidak membutuhkan sumber energi/daya tambahan dan langsung menghasilkan sinyal listrik dalam mendeteksi perubahan atau pemicu eksternal.


2.4.1. Sensor Pergerakan (PIR Motion Sensor) [10] PIR sensor digunakan untuk mendeteksi pergerakan, sensor ini hampir selalu digunakan untuk mendeteksi apakah manusia bergerak masuk atau keluar dari

jangkauan

sensor. Sensor ini kecil, memiliki daya rendah, dan biasa digunakan pada gadget serta robot. PIR merupakan sebuah singkatan dari “Passive Infrared” atau bisa disebut PIR motion sensor.

2.4.1.1.

Prinsip Kerja Sensor Pergerakan [10]

Pada dasarnya PIR sensor yang terbuat dari sensor piroelektrik (logam bulat pada permukaan PCB dengan kristal segi empat di tengahnya) yang dapat mendeteksi kadar radiasi inframerah. Semuanya dapat memancarkan radiasi yang rendah, dan semakin panas sesuatu pergerakan, maka radiasi yang dipancarkan akan semakin besar dan banyak. Kristal tersebut dapat dilihat pada gambar 2.3.

Gambar 2.3. PIR sensor (sensor Piroelektrik)[11] Sensor pendeteksi pergerakan ini mendeteksi dari dua bagian yang dapat dilihat pada gambar 2.4. Alasan untuk itu adalah mendeteksi pergerakan (perubahan) bukan pada tingkat inframerah rata-rata. Dua bagian ini terhubung, sehingga dapat membatalkan satusama lain. Jika salah satu bagian mendeteksi kurang atau lebih dari radiasi IR, maka keluaran akan rendah atau tinggi. Gambar 2.4. adalah jangkauan dari pir motion, jika dilihat dari depan sensor ini membentuk lingkaran dengan jarak yang berbeda. Pada bagian warna biru yaitu sensor yang lurus kedepan dengan maksimal jangkauan 10m. namun sensor ini membaca itensitas inframerah mencapai jarak maksimal 2,4m dengan seluruh bagian sensor mendeteksi


inframerah. Sensor ini bekerja dengan luasan 5m dan sudut 900 kesamping, dan 900 bagian atas hingga ke bawah.

Gambar 2.4. Jangkauan pir motion sensor

2.4.2. Sensor Cahaya/PhotoDioda Sensor cahaya adalah alat yang digunakan untuk merubah besaran cahaya menjadi arus listrik. Prinsip kerja dari alat ini adalah mengubah energi foton menjadi elektron. Photodioda sama dengan dioda pada umumnya yaitu mengalirkan arus listrik, tetapi photodioda mengubah cahaya menjadi arus listrik. Cahaya yang diterima photodioda bermacam-macam yaitu infrared, sinar-X, sinar UV, bahkan cahaya tampak. Photodioda ini bersifat resistif atau menghambat dengan respon yang cepat[12]. 2.4.2.1.

Prinsip Kerja Sensor Cahaya

Photodioda dapat digunakan sebagai sensor cahaya yang dapat mengubah cahaya menjadi aliran listrik. Arus listrik yang dialirkan photodioda tergantung dari itenstas cahaya yang diterima. Jika sensor cahaya yang menggunakan photodioda ini tidak menerima cahaya maka hambatan yang timbul akan mengecil dan arus litrik juga mengecil, tetapi jika sensor cahaya ini menerima cahaya maka hambatannya akan mendekati skala


Mohm, dan arus listrik yang mengalir akan membesar[13]. Untuk bentuk dan bagian-bagian photodioda dapat dilihat pada gambar 2.5.

Gambar 2.5. Photodioda[12]

(a)

(b)

Gambar 2.6. Rangkaian pembagi tegangan[13] Pada gambar 2.6. rangkaian tersebut merupakan rangkaian pembagi tegangan menggunakan photodioda sebagai sensor. Pada gambar 2.6.a. saat menerima sinar infrared atau laser, photodioda akan meneruskan aliran listrik sehingga tegangannya tinggi. jika tidak menerima cahaya atau tidak terpapar cahaya, maka photodioda akan menghambat aliran arus listrik dan tegangan yang ditimbulkan rendah. Pada gambar 2.6.b. kebalikannya, jika menerima cahaya maka akan menghambat aliran arus listrik. Jika tidak menerima cahaya photodioda akan meneruskan aliran listrik[12][13]. Dari penjelasan diatas didapatkan rumus dari gambar 2.6.b. untuk menghitung besaran tegangan yang timbul dari sensor cahaya menggunakan photodioda. V out 

RD RD + R1

xVcc

Keterangan: Vout

:

Tegangan keluaran (V)

Vcc

:

Tegangan masukan (V)

RD

:

Resistor yang timbul dari photodioda (Ω)

R1

:

Resistor pembagi tegangan (Ω)

(2.1)


2.4.3. Sensor Ultraviolet (GUVA-S12D Sensor) Sensor ulraviolet adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi intensitas radiasi ultraviolet. Salah satu tipe dari sensor ultraviolet adalah GUVA-S12D yang dapat mendeteksi rentang cahaya 200 nm - 370 nm, yang mencangkup spektrum UVA dan UVB[14]. Sensor ini menggunakan fotodioda UV dan tingkat sinyal dari fotodioda ini sangat kecil, di tingkat nano-amper. Modul ini menggunakan SGM8521 sebagai penguat seperti pada gambar 2.7, sehingga modul output dikalibrasi menjadi tegangan analog output (Aout) yang bervariasi dengan intensitas cahaya UV. Fitur dari modul sensor ultraviolet yaitu Vcc = 3V s.d. 5.5V, GND, dan Aout.

Gambar 2.7. Modul sensor Ultraviolet[14] 2.4.3.1.

Prinsip Kerja Sensor Ultraviolet

UV sensor bekerja saat terpapar sinar matahari atau sinar UV. sensor ini akan mendeteksi sinar matahari, indeks UV dan photocurrent memiliki hubungan linier seperti pada gambar[16].

Gambar 2.8. Respon spektrum arus[16]


Gambar 2.8. adalah respon spektrum arus yang muncul saat sensor mendeteksi sinar matahari, modul ini memiliki spesifikasi yang harus diperhatikan karena menyangkut sistem kerja, dapat dilihat pada tabel 2.1. yang merupakan spesifikasi kerja dari GUVA-S12D. Tabel 2.1. Spesifikasi modul GUVA-S12D sensor[15][16] Keterangan Tegangan kerja Arus Indeks UV Tegangan keluaran terhadap Indeks UV Respon panjang gelombang Suhu kerja

Minimal 3.3 0 <50

Standar 5.0 0.5

200 -20

Maksimal 5.1 11 1170

Satuan VDC A mV

370 +85

Nm 0 C

2.5. Modul PCF8591(ADC/DAC) PCF8591 adalah chip tunggal, supplay tunggal dengan daya rendah, 8-bit data akuisisi CMOS. perangkat ini memiliki empat analog input, satu output analog dengan antarmuka I2C-bus serial. Tiga alamat pin A0, A1, A2 dan A3 adalah input analog yang digunakan untuk pemrograman alamat dari hardware[17].

Gambar 2.9. Modul PCF8591 Gambar 2.9. adalah Modul PCF8591, modul ini memungkinkan penggunaan hingga empat perangkat yang terhubung ke I2C-bus tanpa hardware tambahan. Fungsi perangkat termasuk input analog multiplexing, on-chip track dan mengkonversi fungsi 8-bit analog-ke-digital dan 8-bit digital-ke-analog. Dengan fitur sebagai berikut: 12C

= alamat, kontrol, dan data dari hardware maupun pengolah data ditransfer serial melalui dua baris bidirectional I2C-bus.

Ain

= empat analog input

Aout

= satu analog output


pada gambar 2.10 adalah karakteristik single input. Tingkat konversi maksimum dijalankan melalui kecepatan maksimum I2C-bus[17].

Gambar 2.10. Karakteristik single input[17]

2.6.

Modul DS1302 RTC(Real-Time Clock)

DS1302 merupakan chip ketepatan waktu yang berisi waktu nyata berupa jam dan kalender dengan RAM 31byte, RTC(Real-Time Clock) ini berkomunikasi dengan mikroprosesor melalui antarmuka serial sederhana. RTC memiliki ketepatan waktu mulai dari detik, menit, jam, hari, tanggal, bulan, dan tahun. Akhir tanggal bulan secara otomatis disesuaikan dengan satu bulan kurang dari 31 hari, termasuk dengan koreksi tahun kabisat. Jam beroprasi baik dalam 24 jam atau format 12 jam AM dan 12 jam PM[18].

Gambar 2.11. Rangkaian RTC DS1302[18]


Antarmuka DS1302 dengan mikroprosesor disederhanakan dengan menggunakan komunikasi serial sinkron. Paga gambar 2.11. hanya tiga kabel yang diperlukan selain Vcc/Vcc2 untuk berkomunikasi yaitu dengan jam/RAM:CE, I/O (baris data), dan SCLK (Serial Clock). Data dapat ditransfer dengan jam/RAM 1 byte pada suatu waktu penggunaannya dapat mencapai hingga 31 byte. Pada X1 dan X2 diberi 32.768kHz Quartz Crystal. DS1302 yang dirancang untuk beroperasi pada daya sangat rendah dan menyimpan data maupun informasi jam kurang dari 1uW[18].

Gambar 2.12. Modul RTC DS1302 Gambar 2.12. adalah Modul RTC DS1302, modul ini menggunakan daya dari masukan mikroprosesor(Vcc), dan memiliki daya cadangan dari baterai 3 Volt. Hal tersebut untuk memberi keamanan pada waktu/kalender maupun data yang sudah disimpan atau di setting.

2.7. Dioda Laser (Laser Pointer) Gambar 2.13. adalah struktur dioda laser, Dioda laser adalah laser pointer yang bisa digunakan sebagai LED pada level rendah dengan skala mW, laser ini seperti optik yang memancarkan sinar yang cukup kuat, sinar laser ini dapat mencapai 1MW/cm2[19].

Gambar 2.13. Struktur Dioda laser


Dioda laser memiliki tiga pin yaitu katode, anode, dan common. Tegangan yang dibutuhkan 2 Volt-2.5 Volt, dengan bentuk yang kecil namun sinar gelombang dioda laser ini dapat mencapai 650nm hingga 660nm[19].

2.8.

Lampu DC

. Lampu DC yang digunakan adalah lampu bohlam kecil yang khusus mendapatkan catu daya DC 2,5V sampai 12V, arus maksimal yang dibutuhkan lampu ini adalah 300mA. Lampu DC tersebut dapat dilihat pada gambar 2.14.

Gambar 2.14. Lampu DC

2.9. Driver Lampu DC 2.9.1. Penyearah Satu Fasa Gelombang Penuh Rangkaian penyearah gelombang penuh ini dapat dirancang menggunakan transforamator dan 4 dioda[21]. Gambar 2.15. adalah rangkaian penyearah satu fasa gelombang penuh.

Gambar 2.15. Rangkaian penyearah satu fasa gelombang penuh[21] Pada perancangan, keluaran transformator memberi suplai daya ke dioda D1 dan D2 yang mendapatkan setengah siklus positif. Pada dioda D3 dan D4 didapatkan setengah siklus


negatif[21]. Gambar 2.16. adalah gelombang masukan dan gelombang keluaran penyearah.

Gambar 2.16. Gelombang masukan dan gelombang keluaran penyearah [21] Pada rangkaian satu fasa gelombang penuh diberi suatu filter, agar memperoleh tegangan keluaran berupa gelombang dc, filter ini berupa kapasitor. Kapasitor dapat mengecilkan ripple pada gelombang keluaran[22]. Gambar 2.17. adalah gelombang keluaran penyearah terhubung filter.

Gambar 2.17. Gelombang keluaran penyearah terhubung filter[22] Nilai ripple pada kapasitor dapat dihitung sebagai berikut[22]: r

Vr ( rms) Vdc

100% 

Keterangan: :

Ripple kapasitor filter

Vr(rms) :

Tegangan ripple (rms)

r Vdc

:

Tegangan keluaran dc (V)

C

:

Nilai kapasitor (uF)

Idc

:

Arus beban (mA)

2,4 Idc CVdc

100%

(2.2)


2.9.2. Regulator Tegangan IC 7812 Regulator tegangan dengan IC seri 7800 memiliki keluaran dari rentang 5V s.d. 24V. pada seri 7812 menghasilkan tegangan keluaran +12V, tetapi pada simulasinya tegangan keluaran akan menghasilkan tegangan lebih rendah atau lebih tinggi yaitu 11.5V s.d. 12.5V. arus maksimal dari regulator tegangan ini yaitu 1,5A, jika diberikan arus beban melebihi 1,5A maka regulator akan panas atau rusak pada IC[22]. Gambar 2.18. menunjukan seri 7800 dan tegangan keluaran yang dihasilkan.

Gambar 2.18. Seri IC 78 dan tegangan keluaran yang dihasilkan[22] Pada perancangannya regulator tegangan ini terdapat kapasitor sebagai filter, untuk C1 adalah filter dari keluaran penyearah untuk tegangan masukan regulator. Pada C2 tersebut cukup diberi 0,01uF untuk menghilangkan noise[22]. Gambar 2.19. adalahrangkaian regulator tegangan.

Gambar 2.19. Rangkaian regulator tegangan[22] Gambar 2.20. adalah minimal tegangan masukan yang dapat mengoprasikan regulator tegangan dengan IC seri 7800[22].

Gambar 2.20. Minimal tegangan masukan regulator tegangan IC seri 7800[22]


2.9.3. Transistor Switching Transistor ini dapat digunakan sebagai saklar dengan arus pada terminal bias yang dapat diubah-ubah. Konfigurasi yang digunakan adalah emitter-bias configuration dimana semakin besar arus pada terminal bias maka transitor akan aktif dan arus pada terminal collector dialirkan pada terminal emiter juga semakin besar[22]. Gambar 2.20. adalah rangkaian transistor switching.

Gambar 2.21. Transistor switching[22] Arus pada terminal transistor dapat dihitung dengan[22]: Arus pada terminal Bias: I Bmax 

V CC  V BE RB

(2.3) Dengan:

ICsat  β  IBmax Keterangan: VCC

: Tegangan masukan (V)

VBE

: Tegangan base emittor

β

: hFE pada transistor

ICsat

: Arus pada terminal collector (A)

IBmax

: Arus pada terminal bias (A)

RB

: Resistor yang terhubung bias (Ω)

(V)

(2.4)


BAB III PERANCANGAN 3.1. Pendahuluan Sistem ini terdiri dari subsistem pengolahan sinyal analog (sensor) dan subsistem pengendalian lampu. Pengolahan sinyal analog dilakukan pada Raspberry pi yang sudah dikonversi ke sinyal digital atau analog to digital converter (ADC). Subsistem pengendalian lampu berupa driver lampu DC yang menerima sinyal duty cycle berupa pulse width modulation (PWM) dari Raspberry pi. Sistem tersebut terdapat GUI sebagai penampil kendali lampu manual dalam sistem maupun kendali lampu manual dengan tombol serta kendali lampu otomatis. Gambar 3.1. menunjukan diagram blok perancangan. Sensor Cahaya 1 Sensor Cahaya 2

Raspberry Pi Pyton

RPi.GPIO

Sensor gerak IR.Motion Sensor Ultaraviolet Tombol

Driver Lampu DC

Lampu DC Penampil pengendalian lampu otomatis dan manual (GUI) Gambar 3.1. Diagram blok perancangan

Gambar 3.2. bentuk prototype model rumah pintar tampak atas, prototype model rumah yang dirancang untuk tugas akhir ini terdiri dari ruang tamu, kamar tidur, kamar mandi, dan halaman dengan masing-masing ruangan dan halaman terdapat satu buah lampu. Perancangan ini terdiri dari sensor, lampu, tombol, dan tampilan GUI pada Raspberry sebagai pusat kendali lampu. Masukan terdiri dari sensor dan pengendalian manual dalam sistem maupun pengendalian manual berupa tombol dengan penampil GUI, didalam penampil GUI terdapat pengendalian manual dan otomatis. Pada pengendalian manual dalam sistem maupun tombol, lampu dapat dikendalian dengan menekan tombol yang terdapat pada GUI untuk menyala maupun padam, tombol lampu terdapat tiga tombol yaitu kondisi terakhir, on, dan off, tombol tersebut terdapat

21


empat pasang untuk masing-masing ruangan. Selain itu terdapat tombol berupa hardware yang dapat digunakan sebagai pengendalian lampu 3, sehingga jika kita ingin ke kamar mandi langsung menekan tombol saja untuk menyalakan lampu pada saat GUI diatur sebagai pengendalian manual.

Gambar 3.2. Perancangan Prototype Model Rumah Pintar Pada pengendalian otomatis lampu 1 dapat diatur waktu menyala dan mati lampu serta dapat diatur kecerahan lampu dengan tiga level kecerahan lampu. Untuk pengendalian lampu 2 otomatis terdapat dua sensor cahaya yang diletakan pada samping kusen pintu bagian dalam dan bagian luar kamar tidur, sebagai masukan untuk mendeteksi keberadaan orang didalam kamar tidur dan keluarannya adalah lampu 2 pada kamar tidur. Sensor motion diletakan pada dinding atas kamar mandi dan menghadap kearah pintu masuk kamar mandi, mekanisme dari sensor ini adalah mendeteksi dengan sudut 900 dengan jarak maksimal pada seluruh bagian sensor mendeteksi 2,4m dengan luasan 5m, sensor ini digunakan sebagai masukan untuk mendeteksi keberadaan orang dikamar mandi dan keluarannya adalah lampu 3 pada kamar mandi, pada lampu 3 ini terdapat juga tombol manual jika keadaan pengendalian diatur sebagai pengendalian manual. Sedangkan untuk sensor UV diletakan pada bagian luar ruangan yang terpapar sinar matahari langsung, sensor ini digunakan sebagai masukan untuk kendali lampu 4 pada bagian halaman dengan level terang, redup, dan padam.


3.2. Perancangan Perangkat Keras Mekanis 3.2.1. Perancangan prototype model rumah pintar Gambar 3.3. adalah desain prototype rumah pintar dan ukurannya, desain tersebut menunjukan ukuran bangunan model rumah beserta ruangan yang akan dirancang pada tugas akhir ini. Pada perancangannya bagian pintu di biarkan terbuka untuk memudahkan pengujian sensor, dan perancangan tersebut bahan yang digunakan adalah papan triplek yang mudah dibentuk.

Gambar 3.3. Desain prototype rumah pintar 3.2.2. Hubungan perangkat keras mekanik Hubungan perangkat keras mekanik ini berupa diagram perancangan. Hubungan ini menunjukan Raspi sebagai pusat pengolah data, adapun alat yang terhubung adalah modul RTC DS1302, modul PCF8591 ADC, tombol lampu 3, dan keluaran Raspi yang terhubung kepada driver lampu DC. Hubungan tersebut dapat dilihat pada gambar 3.4.


IN

PIN

ID Addres

2 3 9

68

48

Raspberry Pi

Sensor Cahaya 1

RTC DS1302

Sensor Cahaya 2 A input

AI0 PCF8591 Analog to Digital AI1 AI2 Converter AI3

Sensor Motion Sensor UV

Tombol lampu 3

37

OUT

Lampu DC 1

29

Driver Lampu DC 1

31

Driver Lampu DC 2

Lampu DC 2

33

Driver Lampu DC 3

Lampu DC 3

35

Driver Lampu DC 4

Lampu DC 4

Gambar 3.4. Hubungan perangkat keras Pada gambar diatas Raspberry Pi menggunakan pin masukan sebagai komunikasi I2C yaitu dengan pin 2,3,dan 9 dengan ID addres RTC 68 dan PCF8591 ADC 48. untuk pin 9 sebagai masukan pin tombol. Dan pin keluaran adalah 29,31,33,dan 35 sebagai masukan untuk driver lampu DC.

3.3. Perancangan perangkat keras elektronis 3.3.1. Perancangan sensor cahaya/Photodioda Sensor cahaya ini dibangun untuk mendeteksi suatu benda atau manusia yang melewati sensor ini, sensor ini diletakan pada sisi pintu bagian dalam dan bagian luar kamar tidur. Sensor ini akan selalu dalam keadaan aktif, dan keluaran sensor ini adalah lampu pada kamar tidur. Perancangan sensor cahaya menggunakan photodioda, saat terpapar sinar laser RD sebesar 28KOhm dan saat terhalang manusia RD sebesar 150KOhm. Pada perancangan digunakan hambatan R1 sebesar 15KOhm dengan VCC sebesar 5V. Untuk menghitung tegangan keluaran (Vout) mengacu pada persamaan 2.1. Pada saat photodioda terpapar sinar laser, maka: Vout 

28 103 28 103  15 103

 5  3.25V


Pada saat photodioda terhalang manusia, maka: Vout 

150  10 3 150  10 3  15  10 3

 5  4.5V

Pada perancangan didapatkan nilai Vout sebesar 3,25V s.d. 4,5V. Hasil perancangan sensor cahaya tersebut dapat dilihat pada gambar 3.5.

Gambar 3.5. Perancangan sensor cahaya Pada perancangan tegangan Vout masuk ke ADC lalu diubah saat Vout 3V s.d. 3,75V berlogika 0 dan pada saat Vout 3,76V s.d. 4,5V berlogika 1. Tabel 3.1. adalah keadaan lampu 2 menggunakan sensor cahaya photodioda. No. 1 2

Tabel 3.1. Keadaan lampu 2 menggunakan sensor cahaya Sensor cahaya 1 Sensor cahaya 2 counter Keadaan lampu 2 1 0 + (=> 1) menyala 0 1 - (= 0) Tidak menyala

3.3.2. Perancangan Driver Lampu DC Perancangan driver lampu dc berupa transistor switching BJT, untuk pensaklaran lampu serta dapat diatur kecerahan lampu dengan masukan PWM dari sinyal keluaran Raspberry pi. 3.3.2.1.

Regulator Tegangan

Regulator tegangan digunakan sebagai catu daya dari driver lampu dc. Dari catu daya tersebut didapatkan juga arus beban yang dapat diatur, pengaturan tersebut menggunakan duty cycle sinyal pensaklaran. Sinyal pensaklaran berupa PWM yang dihasilkan dari Raspberry pi. Regulator diharapkan mampu menghasilkan arus sebesar 1.2A dan tegangan keluaran sebesar 12V.


Pada perancangan menggunakan trafo sebesar 2A dan empat buah dioda IN5402 sebagai suatu rangkaian penyearah dari tegangan AC ke DC. Masukan tegangan AC sebesar 220V/60Hz, transformator ini digunakan untuk menurunkan tegangan sebesar 18Vrms. Hasil rangkaian penyearah tegangan ditunjukan pada gambar 3.6.

Gambar 3.6. Rangkaian penyearah tegangan Sebuah kapasitor filter dipasang pada regulator tegangan. Spesifikasi yang diharapkan berupa ripple filter sebesar 3% dan tegangan Vdc 15V dengan Idc sebesar 1.2A. Mengacu pada persamaan 2.2, perhitungan kapasitor untuk regulator tegangan: C

2,4Idc rVdc

 100% 

2,4  1200 0,03  15

 6400uF

Kapasitor yang digunakan adalah 6800uF(nilai standar terdekat dari 6400uF). Tegangan keluaran dari transformator diubah menjadi tegangan dengan nilai tertentu menggunakan regulator tegangan IC 7812. arus yang diharapkan dari IC 7812 sebesar 1.2A dan tegangan keluaran sebesar 12V. Gambar 3.7. hasil perancangan regulator tegangan menggunakan IC 7812.

Gambar 3.7. Perancangan regulator tegangan menggunakan IC 7812


3.3.2.2.

Transistor Switching TIP 41

Transistor switching ini merupakan driver lampu DC, untuk menerima sinyal PWM yang dihasilkan oleh Raspberry pi. Transistor yang digunakan adalah TIP 41, transistor ini mampu bekerja sampai arus maksimum 6A[23]. Pada perancangan driver lampu DC dibuat sebanyak empat buah, dengan catu daya tunggal keluaran dari regulator tegangan IC 7812. Spesifikasi yang diharapkan berupa arus ICsat sebesar 300mA (arus maksimal yang diperlukan oleh lampu DC), dengan tegangan VCC sebesar 12V(berasal dari regulator tegangan), dan β sebesar 75[23]. Mengacu pada persamaan 2.3., dan 2.4., perhitungan untuk nilai resistor untuk perancangan driver lampu DC dan arus yang dilalui:

IBmax 

ICsat β



300  10 3 75

 4mA

Dengan IBmax sebesar 4mA maka: RB 

VCC  VBE IBmax



12  0,7 4  10 3

 2825Ω

RB1, RB2, RB3, dan RB4 menggunakan resistor sebesar 2K7Ω(nilai standar terdekat dari 2825Ω). Hasil keseluruhan dari perancangan driver lampu DC dapat dilihat pada gambar 3.8.

Gambar 3.8. Keseluruhan perancangan driver lampu DC


3.3.3. Penggunaan Port GPIO Pada penelitian ini, penggunaan port GPIO pada Raspberry pi ditunjukan pada tabel 3.2. Pin 9 3 6 29 31 33 35 37

3.4.

Tabel 3.2. penggunaan port GPIO Keterangan Penggunaan pada sistem Ground Ground dan sinyal PWM GPIO 2 I2C RTC dan I2C ADC GPIO 3 I2C RTC dan I2C ADC GPIO 5 Sinyal PWM lampu DC GPIO 6 Lampu DC GPIO 13 Lampu DC GPIO 19 Sinyal PWM lampu DC GPIO 26 Tombol Lampu

Perancangan Perangkat Lunak

Perancangan perangkat lunak ini berupa diagram alir dari keseluruhan sistem perangkat lunak yang digunakan. Gambar 3.9. adalah diagram alir utama, proses ini membaca urutan untuk menjalankan suatu sistem yang saling terhubung didalamnya. Keluaran dari perangkat lunak ini adalah pengaturan duty cycle berupa sinyal PWM dan penentuan on port GPIO pada Raspberry pi.


Mulai Baca data pengendalian lampu

Ada input pengendalian manual

Ada input pengendalian otomatis

Tidak

Ya

Ya Pengendalian Lampu manual

Ya

Tidak

Pengendalian Lampu otomatis

Ada input pengendalian Lampu baru Tidak Selesai

Gambar 3.9. Diagram alir utama

3.4.1. Perancangan tampilan GUI Gambar 3.10. menunjukan perancangan tampilan pengendalian lampu(GUI). Pada bagian atas GUI menunjukan denah rumah yang menampilkan keadaan lampu dan pemetaan letak lampu dari nomor lampu pada pengendalian manual dalam sistem maupun pengendalian otomatis. Dimana keadaan lampu juga dapat dipantau dari pusat pengontrol lampu saat sudah di nyalakan atau aktif. Sebagai contoh pada ruangan kamar tidur yang menunjukan keberadaan lampu 2 dalam keadaan menyala atau aktif. Kondisi otomatis pada GUI tersebut, dapat mengendalikan waktu menyala dan padam lampu pada ruang tamu, dan dapat mengendalikan kecerahan lampu pada ruang tamu dengan tiga level kecerahan lampu, selain itu kondisi otomatis akan membaca data sensor terakhir. Kondisi manual dapat mengendalikan lampu pada setiap ruangan atau on/off kendali tersebut berupa tombol sebagai pengganti saklar tunggal pada lampu rumah tinggal, selain itu terdapat kondisi terakhir yaitu menjalankan perintah kondisi terakhir yang dijalankan pada pengendalian otomatis. tombol kondisi otomatis dapat menjalankan


pengendalian otomatis pada lampu setiap ruangan. Pada kiri bagian bawah terdapat keterangan deteksi sensor, jika sensor UV menerima cahaya maka akan menampilkan besaran indeks UV. Untuk sensor cahaya saat terhalang benda atau manusia akan menampilkan berapa jumlah orang yang memasuki kamar tidur. Untuk sensor motion saat membaca manusia di kamar mandi akan menampilkan satu atau nol.

Gambar 3.10. Perancangan tampilan pengendalian lampu(GUI) 3.4.2. Subrutin pengendalian Lampu Manual Perancangan perangkat lunak pengendalian lampu manual dalam sistem maupun tombol manual kendali lampu 3 berupa diagram alir, pada gambar 3.11. adalah diagram alir utama pengendalian lampu manual dalam sistem GUI. Pemilihan pada setiap lampu pada ruangan dapat diatur sebagai tombol lampu pada rumah tinggal dan terdapat tombol manual berupa hardware yang dapat menjalankan perintah dan sudah diatur untuk lampu 3 atau lampu kamar mandi.


Mulai

Baca data lampu pilihan

Tidak

Pilih Lampu 1 Ya

Pilih Lampu 2 Pengendalian manual Lampu 1

Tidak

Ya Pilih Lampu 3 Pengendalian manual Lampu 2

Tidak

Ya Pilih Lampu 4 Pengendalian manual Lampu 3

Tidak

Ya

Pengendalian manual Lampu 4

Kembali

Gambar 3.11. Diagram alir utama pengendalian lampu manual Pada gambar 3.12. adalah diagram alir pengendalian lampu manual dalam sistem yang dapat menjalankan perintah lampu 1 dan lampu 2, yaitu pada ruang tamu dan kamar tidur. Proses ini menjalankan sesuai fungsi dan keadaan lampu yang sudah dipilih, pada masing-masing proses terdapat kondisi terakhir yang membaca data pada pengendalian lampu manual dan pengendalian lampu otomatis.


Mulai

Mulai

Baca data Lampu 1

Baca data Lampu 2

Lampu 1 On

Tidak

Lampu 2 On

Ya

Ya Pengendalian otomatis Lampu 1

Lampu 1 Menyala

Tidak

Ya

Pengendalian otomatis Lampu 2

Tidak Lampu 2 Menyala

Ya Pengendalian otomatis lampu 2 sensor cahaya

Pengendalian waktu nyala lampu 1 dan kecerahan lampu 1

Lampu 2 tidak Menyala

Lampu 1 tidak Menyala Kembali

Tidak

Kembali

(a)Lampu 1

(b)Lampu 2

Gambar 3.12. Diagram alir pengendalian lampu manual 1 dan 2 Gambar 3.13. adalah diagram alir pengendalian lampu manual dalam sistem yang dapat menjalankan perintah lampu 3 dan lampu 4, yaitu lampu pada kamar mandi dan halaman. Pada pengendalian lampu 3 terdapat tiga tombol yaitu on/off dan tombol manual hardware, hal ini melihat kepraktisan dari alat yang akan dibuat. Dimana saat diatur pada pngendalian manual maka dapat dinyalakan melalui tombol yang terdapat pada kamar mandi maupun pada pusat pengontrol. Pada prosesnya lampu 3 dan lampu 4 sama dengan lampu 1 dan lampu 2, dimana proses yang dijalankan sesuai dengan fungsi yang diperintahkan dengan membaca kondisi terakhir dari data masing-masing lampu.


Mulai Baca data lampu 4

Lampu 4 On Mulai

Ya

Baca data lampu 3

Lampu 3 On

Lampu 4 Menyala

Tidak

Pengendalian otomatis Lampu 1

Tidak

Ya Pengendalian otomatis lampu 4 sensor UV

Tidak


Ya

Lampu 3 off

Tidak

Kembali

(d)Lampu 4

Ya Pengendalian otomatis Lampu 1

Lampu 3 Menyala


Ya

Tidak

Pengendalian otomatis lampu 3 sensor Motion Kembali

(c)Lampu 3 Gambar 3.13. Diagram alir pengendalian lampu manual 3 dan 4 3.4.3. Subrutin pengendalian Lampu Otomatis Perancangan perangkat lunak pengendalian lampu otomatis berupa diagram alir, pada gambar 3.14. merupakan diagram alir utama pengendalian lampu otomatis, subrutin ini menjalankan perintah sesuai dengan masukan yang diterima dengan membaca keadaan


terakhir lampu otomatis. Setiap subrutin memiliki fungsi dan masukan yang berbeda, selain itu data dari pengendalian otomatis dapat dijalankan pada pengendalian lampu manual jika memilih keadaan kondisi terakhir. Mulai

Baca data lampu otomatis Pengendalian waktu nyala lampu 1 dan kecerahan lampu 1 Pengendalian otomatis lampu 2 sensor cahaya

Pengendalian otomatis lampu 3 sensor Motion Pengendalian otomatis lampu 4 sensor UV

Selesai

Gambar 3.14. Diagram alir utama pengendalian lampu otomatis Gambar 3.15. adalah diagram alir pengendalian otomatis, proses ini dimulai dengan pengambilan data dari sensor maupun pengaturan waktu nyala lampu, lalu data yang terdeteksi diolah pada Raspi dan menjalankan perintah yang sudah ditentukan. Pada sinyal keluaran Raspi berupa sinyal PWM yang dapat mengatur kecerahan lampu, dan lampu menyala atau tidak menyala pada penentuan on port GPIO. Pada lampu 1 data waktu lampu menyala dan kecerahan lampu yang sudah diatur akan menyalakan lampu 1. untuk lampu 2 data sensor cahaya diambil lalu counter menghitung, jika counter membaca data samadengan lebih dari satu maka lampu menyala.


Mulai

Mulai

Ambil data waktu nyala lampu

Ambil data sensor

Data waktu lampu menyala

cahaya

Tidak

Ya

Tidak

Ya

Kecerahan Lampu 1 Lampu 1 menayala

Tidak Data Counter =>1

Lampu 2 menyala Lampu 1 tidak menyala

Lampu 2 tidak menyala

Kembali

Kembali (a)lampu1

(b)lampu2

Gambar 3.15. Diagram alir pengendalian lampu otomatis untuk lampu 1 dan 2 Gambar 3.16. adalah diagram alir pengendalian otomatis, proses ini dimulai dengan pengambilan data dari sensor, lalu data yang terdeteksi diolah pada Raspi dan menjalankan perintah yang sudah ditentukan. Pada sinyal keluaran Raspi berupa sinyal PWM yang dapat mengatur kecerahan lampu, dan lampu menyala atau tidak menyala pada penentuan on port GPIO. Pada lampu 3 data sensor motion diambil, jika sensor motion membaca perubahan pergerakan dari radiasi yang dipancarkan maka lampu 3 menyala, jika sudah tidak terdeteksi maka lampu tidak menyala. Untuk lampu 4 data sensor UV diambil, jika indeks UV samadengan lebih dari 1 maka lampu akan diatur level kecerahan lampu dan lampu akan meyala.


Mulai

Mulai

Ambil data sensor Motion

Ambil data sensor UV

Ada orang dikamar mandi

Tidak

Tidak

Ya kecerahan Lampu 4

Ya Lampu 3 menyala

Data index UV > 1


Lampu 4 menyala


Kembali Kembali (c)lampu3

(d)lampu4

Gambar 3.16. Diagram alir pengendalian lampu otomatis untuk lampu 3 dan 4 Proses pengambilan data pada setiap subrutin pengendalian lampu otomatis terdiri atas pendeteksian masukan angka pada waktu nyala/mati lampu dan pendeteksian sensor menjadi bagian dari gambar 3.15. dan 3.16. sebagai masukan awal saat dimulai pada diagram alir pengendalian lampu otomatis. Diagram alir tersebut dapat dilihat pada gambar 3.17. Merupakan dagram alir pengambilan data yang akan diolah pada pengontrolan lampu otomatis 1 dan 2. dan gambar 3.18. Merupakan diagram alir pengambilan data yang akan diolah pada pengontrolan lampu otomatis lampu 3 dan 4.


(a) pengambilan data waktu nyala/mati lampu 1

(b) pengambilan data sensor cahaya

Gambar 3.17. Diagram alir pengambilan data pengontrol lampu otomatis lampu 1 dan 2

(c) pengambilan data sensor motion

(d) pengambilan data sensor UV

Gambar 3.18. Diagram alir pengambilan data pengontrolan lampu otomatis lampu 3 dan 4


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Perubahan Perancangan 4.1.1. Perubahan Perancangan Regulator Tegangan Pada penelitian ini, dilakukan pengubahan Regulator Tegangan. Regulator tegangan yang dirancang pada BAB III yaitu Regulator Tegangan menggunakan IC 7812 tidak dapat digunakan secara maksimal, karena daya maksimal yang dibutuhkan pada Regulator ini adalah sebesar 1,200mA. Sedangkan IC7812 yang didapatkan dipasaran adalah IC dengan tipe L7812T, yang berarti hanya dapat beroprasi Low Power. Hal ini dapat menyebabkan IC7812 terlalu panas dan mengakibatkan kerusakan. Regulator diubah dengan cara melepas IC7812 lalu tegangan keluaran dari trafo NCT stepdown sebesar 9.8 VAC diubah oleh rangkaian penyearah dari AC ke DC dan tegangan keluaran tegangan sebesar 9.6 VDC lalu tegangan tersebut digunakan untuk sumber tegangan lampu dengan daya kerja lampu maksimal 1,200mA. Rangkaian tersebut dapat dilihat pada gambar 4.1.

Gambar 4.1. Perancangan regulator tegangan baru Tetapi untuk rangkaian ini akan mengakibatkan dayanya dibagi untuk beban. Karena jumlah minimal daya yang dibutuhkan beban sebesar 1,2A untuk 4 (empat) lampu atau beban, tetapi saat ke-empat lampu dinyalakan bersamaan daya yang keluar menjadi berkurang. Sehingga lampu akan redup ketika ke-empat lampu dinyalakan bersamaan. Hal ini disebabkan oleh daya yang dikeluarkan oleh trafo NCT stepdown 2A tidak maksimal yang mengakibatkan arus pada beban berkurang sehingga tegangan ikut berkurang (down).

38


4.1.2. Perubahan Perancangan Hubungan Perangkat Keras Pada penelitian ini, dilakukan perubahan hubungan perangkat keras. Hubungan perangkat keras yang dirancang pada BAB III menggunakan RTC DS1302 dan PCF8591 ADC tidak dapat terdeteksi oleh I2C dari Raspberry pi. Permasalahan yang terjadi untuk keduanya adalah address yang ada pada RTC DS1302 dan PCF8591 ADC tidak dapat dibaca oleh I2C dari Raspberry pi sehingga tidak dapat digunakan. Untuk RTC DS1302 diubah atau digantikan oleh RTC DS1307 yang dapat dideteksi oleh I2C dari Raspberry pi dengan address 0x55 dan 0x68. Address 0x68 diatur sebagai pendeteksian otomatis sebagai jam otomatis agar jam Raspberry pi tidak berubah jika Raspberry pi kehilangan daya atau keadaan mati. Pendeteksian I2C yang sudah diatur untuk RTC DS1307 sebagai jam otomatis Raspberry pi dapat dilihat pada gambar 4.2.

Gambar 4.2. Setting RTC sebagai jam Raspberry Pi PCF8591 ADC diubah atau digantikan oleh MCP3008 A/D Converter 10 Bit dengan antarmuka SPI. MCP3008 ini memiliki 8 Channel yang dapat merubah data analog menjadi data digital dengan daya kerja antara 2.7V sampai 5.5V[23]. Selain perubahan perangkat keras, hubungan antarmuka juga diubah dari antarmuka I2C ke SPI dengan 6 (enam) pin yaitu VCC, GND, MISO, MOSI, CSO, dan CLK. Rangkaian untuk pin MCP3008 dapat dilihat pada gambar 4.3.

Gambar 4.3. Rangkaian pin MCP3008 ADC Dari gambar diatas channel yang digunakan hanya 4 (empat) yaitu CH0, CH1, CH2, dan CH3 yang masing-masing dapat masukan dari sensor. Hubungan perangkat keras yang


sudah diubah dapat dideteksi untuk RTC DS1307 menggunakan antarmuka I2C, dan untuk MCP3008 A/DC menggunakan antarmuka SPI. Selengkapnya dapat dilihat pada gambar 4.4. IN

Raspberry Pi

PIN

ID Addres

1 2 3 9

68

Sensor Cahaya 1

RTC DS1307

Sensor Cahaya 2 Channel

MCP3008 CH0 Analog to DigitalCH1 CH2 Converter CH3

19 21 23 24

Sensor Motion Sensor UV

Tombol lampu 3

37

OUT

Lampu DC 1

7

Driver Lampu DC 1

11

Driver Lampu DC 2

Lampu DC 2

13

Driver Lampu DC 3

Lampu DC 3

15

Driver Lampu DC 4

Lampu DC 4

Gambar 4.4. Hubungan perangkat keras 4.1.3. Perubahan Penggunaan Port GPIO Pada penelitian ini, penggunaan port GPIO diubah mengikuti dari hubungan perangkat keras. Namun yang diubah pada bagian input saja, untuk output tidak ada perubahan hardware maupun sistem namun pin yang digunakan diubah. Penggunaan port GPIO yang sudah diubah dapat dilihat pada tabel 4.1. Pin 1 3 5 7 11 13 15 16 19 21 23 24 9

Keterangan VCC I2C_SDA I2C_SCL GPIO4 GPIO17 GPIO27 GPIO22 GPIO23 SPI_MOSI SPI_MISO SPI_SCLK SPI_CE0 GND

Tabel 4.1. Penggunaan port GPIO

Penggunaan dalam sistem Sumber tegangan 3.3V I2C_SDA sebagai data input dari RTC DS1307 I2C_SCL sebagai clock input dari RTC DS1307 Sinyal PWM untuk Lampu DC High/Low output Lampu DC High/Low output Lampu DC Sinyal PWM untuk Lampu DC Tombol untuk Lampu 3 SPI_MOSI sebagai data input dari MCP3008 ADC SPI_MISO sebagai data output dari MCP3008 ADC SPI_SCLK sebagai clock input dari MCP3008 ADC SPI_CE0 sebagai Chip select dari MCP3008 ADC Ground


4.2. Hasil Implementasi Implementasi sistem hasil perancangan ditunjukkan oleh Gambar 4.5. sampai dengan Gambar 4.14. Masukan sistem terdiri dari tombol pada GUI, Sensor dan RTC. Tombol pada GUI digunakan sebagai pengontrol lampu manual, untuk sensor terdiri dari Sensor Cahaya, Sensor Motion, dan Sensor UV. Melalui ADC MPC3008 keluaran sensor dibaca oleh Raspberry pi sebagai pengontrol lampu otomatis. RTC digunakan sebagai waktu nyata pada Rapsberry pi untuk mengatur waktu nyala lampu berdasarkan waktu nyata. GUI dan Pengolahan sinyal dilakukan dalam Raspberry Pi menggunakan perangkat lunak pemrograman python. Keluaran Raspberry Pi berupa sinyal PWM yang dijadikan masukan Driver lampu DC. Keluaran sistem berupa durasi nyala lampu, terang redup nyala lampu, dan pemantau pada denah lampu rumah pintar.

Gambar 4.5. GUI pusat pengontrol lampu pada rumah pintar


Gambar 4.6. Bentuk fisik prototype rumah pintar tampak atas

Gambar 4.7. Bentuk fisik prototype rumah pintar tampak depan

Gambar 4.8. Bentuk fisik Driver lampu DC


Gambar 4.9. Bentuk fisik regulator tegangan

Gambar 4.10. Bentuk fisik Modul MCP3008

Gambar 4.11. Bentuk fisik Modul RTC DS1307

Gambar 4.12. Bentuk fisik Sensor Cahaya


Gambar 4.13. Bentuk fisik Modul PIR Motion Sensor

Gambar 4.14. Bentuk fisik Modul Sensor Ultraviolet GUVA S12SD Gambar 4.5. merupakan bentuk GUI pusat pengontrol lampu yang dibuat. Gambar 4.6. menunjukan bentuk fisik prototype rumah pintar tampak atas. Gambar 4.7. menunjukkan bentuk fisik prototype rumah pintar tampak depan. Gambar 4.8. menunjukkan bentuk fisik driver lampu DC. Gambar 4.9. menunjukkan bentuk fisik regulator tegangan untuk dioda laser. Gambar 4.10. menunjukan bentuk fisik Modul MCP3008 ADC 10 Bit. Gambar 4.11. menunjukkan bentuk fisik Modul RTC DS1307. Gambar 4.12. menunjukkan bentuk fisik Sensor Cahaya. Gambar 4.13. menunjukkan bentuk fisik Modul PIR Motion Sensor. Gambar 4.14. menunjukkan bentuk fisik Modul Sensor Ultraviolet GUVA S12SD.

Gambar 4.15. GUI dalam keadaan mode manual


Gambar 4.16. GUI dalam keadaan mode otomatis Sistem pusat pengontrol lampu pada rumah pintar berbasis Raspberry Pi terdapat 2 (dua) mode yaitu mode manual dan mode otomatis. Gambar 4.15. menunjukkan GUI dalam keadaan mode manual dimana pengontrol otomatis tidak dapat dijalankan. Gambar 4.16. menunjukkan GUI dalam keadaan mode otomatis dimana pengontrol manual tidak dapat dijalankan.

4.3. Analisa Keberhasilan Alat Pengujian untuk menganalisa keberhasilan alat dilakukan dengan cara mengontrol tombol-tombol yang terdapat pada GUI. Pada GUI pusat pengontrol lampu pada rumah pintar ini, terdapat 2(dua) mode yaitu mode manual dan mode otomatis. Mode manual adalah pengontrol lampu secara manual dengan menekan tombol pada GUI . mode otomatis adalah pengontrol lampu secara otomatis berdasarkan waktu nyala lampu dan sensor.


Gambar 4.17. Pengontrol lampu manual kondisi semua lampu dalam keadaan menyala Pengujian mode manual semua tombol on ditekan sehingga diharapkan lampu pada prototype rumah pintar dalam kondisi menyala, dan untuk denah lampu rumah pintar pada GUI diharapkan berwarna kuning yang menunjukkan kondisi lampu dalam keadaan menyala. Gambar 4.17. merupakan pengontrol lampu manual kondisi semua lampu dalam keadaan menyala. Data pengujian mode manual ditunjukkan oleh tabel 4.2. hasil pengujian pengontrol lampu manual. Lampu

Tabel 4.2. hasil pengujian pengontrol lampu manual

Tombol ON pada GUI

Yang diharapkan

Hasil pengujian

Denah lampu

Lampu

Denah lampu

Lampu

Lampu 1

ditekan

kuning

menyala

kuning

menyala

Lampu 2

ditekan

kuning

menyala

kuning

menyala

Lampu 3

ditekan

kuning

menyala

kuning

menyala

Lampu 4

ditekan

kuning

menyala

kuning

menyala

Gambar 4.18. Angka yang dimasukan pada pengaturan waktu nyala lampu


Pengujian mode otomatis terdapat pengaturan waktu nyala lampu dan pendeteksian sensor. Pengaturan waktu nyala lampu dan waktu mati lampu diberikan jam dengan angka masukan berupa integer. Angka tersebut meliputi jam, menit, dan detik. Dapat dilihat pada Gambar 4.18. menunjukkan angka yang dimasukan pada pengontrol waktu nyala lampu berdasarkan jam nyata. Tabel 4.3. adalah data hasil pengujian waktu nyala lampu 1. Tabel 4.3. Data hasil pengujian waktu nyala lampu 1

Pengaturan waktu nyala pada tanggal 13 juli 2017 100000 153400 163000 233000

Pengaturan waktu mati pada tanggal 13 juli 2017 110000 153420 170000 003000

Hasil pengujian

Waktu nyala

Waktu mati

100000 153400 163000 233000

110000 153420 170000 003000

Waktu nyala dan waktu mati lampu yang sudah di setting diatas akan dibandingkan dengan waktu nyata Raspberry Pi. Sehingga setiap hari pengaturan waktu nyala dan waktu mati akan terus mengulang setiap hari sesuai waktu yang terakhir di setting dan selama pengaturan waktu nyala lampu dalam kondisi On. Namun dalam pengaturan ini terdapat Bugs yaitu ketika pengguna memasukkan angka yang salah atau tidak sesuai dengan angka jam,menit, dan detiknya. Gambar 4.19. dan gambar 4.20. adalah contoh apabila detik yang di masukkan adalah 63 detik dan rentang nilai yang benar (00 sampai 59) detik. Maka pengaturan waktu nyala lampu ini akan tetap mengeksekusi namun tidak dapat menyalakan lampu pada detik tersebut, sehingga pengaturan waktu nyala lampu ini harus sesuai dengan angka jam,menit,dan detik yang sebenarnya.

Gambar 4.19. Contoh bugs memasukkan angka waktu nyala/mati


Gambar 4.20. Contoh eksekusi pengontrolan waktu nyala/mati lampu

Gambar 4.21. Data pendeteksian sensor sebagai masukan pengontrol lampu otomatis Pendeteksian sensor dengan menekan tombol nyalakan sensor maka pengontrol lampu otomatis berdasarkan data sensor jalanakan. Gambar 4.21. menunjukkan pengontrol lampu otomatis berdasarkan data pendeteksian sensor sedang dijalankan. Tabel 4.4. data hasil pengujian pengontrol lampu otomatis berdasarkan pendeteksian Sensor Cahaya 1 dan Sensor Cahaya 2. Tabel 4.5. data hasil pengujian pengontrol lampu otomatis berdasarkan pendeteksian Sensor Motion. Dan tabel 4.6. data hasil pengujian pengontrol lampu otomatis berdasarkan pendeteksian Sensor UV. Tabel 4.4. Data hasil pengujian pengontrol lampu otomatis lampu 2 berdasarkan pendeteksian Sensor Cahaya 1 dan Sensor Cahaya 2 Sensor

Sensor

ADC 10 Bit

ADC 10 Bit

Orang di dalam

Cahaya 1

Cahaya 2

Sensor Cahaya 1

Sensor Cahaya 2

kamar tidur

terbuka

terbuka

20

44

+0

tertutup

terbuka

903

44

+1

tertutup

tertutup

903

875

+1

terbuka

tertutup

20

875

-1

Dari hasil data pendeteksian Sensor Cahaya 1 dan Sensor cahaya 2 saat keadaan kedua sensor tertutup maka jumlah orang di dalam kamar ditambah 1 (+1). hal tersebut


tidak sesuai yang diharapkan, dimana saat ada orang keluar ruangan dan berhenti sesaat dan menutupi kedua sensor maka jumlah orang di dalam kamar akan terus bertambah. Tabel 4.5. Data hasil pengujian pengontrol lampu otomatis lampu 3 berdasarkan pendeteksian Sensor Motion Yang diharapkan

Sensor Motion

Hasil pengujian

Denah lampu

Lampu kamar

Denah lampu

Lampu kamar

kamar mandi

mandi

kamar mandi

mandi

deteksi

kuning

menyala

kuning

menyala

Tidak deteksi

putih

mati

kuning

menyala

Data hasil pengujian pengontrol lampu otomatis berdasarkan pendeteksian Sensor Motion tidak sesuai dengan yang diharapkan dimana saat sensor mendeteksi keberadaan manusia maka lampu akan terus menyala. Hal ini disebabkan oleh data keluaran Sensor Motion berupa pulsa naik dan turun selama 5 detik ketika mendeteksi pergerakkan, bukan berupa itensitas suhu panas yang dideteksi. Sehingga untuk mematikan lampu pada kamar mandi menggunakan tombol yang diletakan pada bagian luar kamar mandi. Dapat dilihat pada gambar 4.22. tombol untuk mematikan lampu kamar mandi pengontrol lampu mode otomatis.

Gambar 4.22. Tombol untuk mematikan lampu kamar mandi pengotrol lampu mode otomatis Tabel 4.6. Data hasil pengujian pengontrol lampu otomatis lampu 4 berdasarkan pendeteksian Sensor UV Waktu dan

ADC 10 Bit

cuaca

Yang diharapkan

Hasil pengujian

Denah lampu

Lampu

Denah lampu

Lampu

Pagi cerah

43

putih

padam

putih

padam

Pagi berawan

9

oren

redup

oren

redup

Siang cerah

388

putih

padam

putih

padam

Siang berawan

209

putih

padami

putih

padam

Sore cerah

26

puth

padam

putih

padam

Sore berawan

7

oren

redup

oren

redup


Data hasil pengujian Sensor UV sudah sesuai dengan yang diharapkan. Pengujian sensor dilakukan pada saat kondisi cuaca cerah dan berawan. Data yang diambil keluaran ADC 10 Bit yang sudah diolah pada Raspberry pi, dimana data tersebut digunakan sebagai pengontrol lampu otomatis dan terang redup lampu pada halaman rumah berdasarkan sensor UV. Sistem mempunyai kelemahan saat menjalankan mode otomatis dimana proses pengaturan waktu nyala lampu tidak dapat dilakukan bersamaan dengan proses pendeteksian data sensor sebagai pengontrol lampu tersebut. Dapat dilihat pada Gambar 4.23. data hasil pengontrol lampu mode otomatis waktu nyala lampu dan pendeteksian sensor.

Gambar 4.23. Data hasil pengontrol lampu mode otomatis Dari gambar 4.23. Sistem mengecek kondisi terakhir pengontrol lampu, jika pengaturan waktu nyala lampu sedang dalam proses maka sistem akan mengecek waktu nyala lampu tersebut. Tetapi disaat pendeteksiaan data sensor dijalankan maka proses pengaturan waktu nyala lampu akan berhenti dan sistem menjalankan pendeteksian sensor sebagai pengontrol lampu secara otomatis.

4.4. Pembahasan Perangkat Keras Pembahasan perangkat keras meliputi Driver lampu DC, Modul MPC3008 ADC 10 Bit, dan Modul RTC DS1307. Driver lampu DC diuji dengan cara memberikan nilai Duty Cycle sebesar 10% sampai 50%. Modul MCP3008 ADC 10 Bit diuji dengan cara diberi masukan berupa sensor pada Channel 0, 1, 2, dan 3. sensor yang digunakan yaitu Sensor Cahaya, Sensor Motion, dan Sensor UV. Untuk pengujian Modul RTC DS1307 diuji dengan cara membandingkan jam nyata dari situs timeanddate.com dengan RTC yang sudah terhubung oleh Raspberry pi selama 7 jam.


4.4.1. Driver Lampu DC Pengujian driver lampu DC dilakukan dengan menguji tegangan keluaran regulator saat lampu dinyalakan, keluaran tegangan pada basis transistor dan tegangan masukan dari GPIO. Pengujian dilakukan dengan memberikan nilai Duty cycle yang berbeda pada driver lampu DC. Rangkaian penyearah regulator diharapkan mampu menghasilkan tegangan 9.5V. Pada tegangan masukan GPIO diberi Duty cycle yang berbeda setiap driver lampu DC, hal tersebut dikarenakan hambatan pada setiap lampu dan Beta pada transistor berbeda yang dapat mempengaruhi arus pada lampu dan kecerahan pada lampu DC. Gambar 4.24. sampai 4.27. adalah gelombang dari hasil Duty cycle pada GPIO.

Gambar 4.24. Gelombang Duty cycle pada Driver lampu 1




Gambar 4.27. Gelombang Duty cycle pada Driver lampu 4 Pada gelombang Duty cycle masukan untuk Driver lampu terdapat beberapa celah sehingga nilai PWM yang dikirim tidak stabil, jika direrata nilai tegangan sudah memenuhi begitu juga dengan frekuensi yang dihasilkan pada setiap GPIO sesuai dengan pengaturan pada python hal ini yang menyebabkan lampu berkedip saat dua sampai empat lampu dinyalakan bersamaan. Pada pengecekan nilai Vce pada setiap driver lampu didapatkan nilai yang berubah-ubah sehingga nilai tegangan pada beban atau lampu juga ikut berubah. Dapat dilihat pada tabel 4.7. tegangan pada tabel menunjukan panjang tegangan yang terbaca oleh multimeter. Tabel 4.7. Data pengecekan VCE pada Driver lampu PWM 10

VCE Driver lampu 1 VCE Driver lampu 2 VCE Driver lampu 3 VCE Driver lampu 4 (v) (v) (v) (v) 9,18-9,38 9,38-9,51 9,27-9,40 9,08-9,21

20

7,89-8,23

8,70-8,82

8,16-8,31

7,16-7,39

30

6,70-7,10

7,60-7,80

7,03-7,14

6,46-6,93

40

5,63-5,87

7,18-7,26

5,64-5,79

5,38-5,52

50

4,79-5,02

6,50-6,92

4,62-4,90

4,38-4,75

Tabel 4.8. Data hasil pengujian Driver lampu DC saat semua lampu dalam keadaan menyala 6

tegangan basis (rerata) 0.0865

tegangan masukan (rerata) 0.315

20

5.7

0.17

0.6075

30

4.8

0.245

0.905

40

3.2

0.325

1.1975

50

2.8

0.345

1.485

Duty Cycle (pwm) 10

tegangan regulator

Tabel 4.8. menunjukkan penurunan tegangan regulator dengan kondisi semua lampu dalam keadaan menyala dan diberi Duty cycle yang berbeda-beda, semakin besar Duty


cycle yang diberikan tegangan regulator menurun secara linier. Dari hasil pengujian tersebut semakin besar Duty cycle maka arus pada beban akan semakin besar sehingga tegangan keluaran regulator akan menurun karena arus yang dihasilkan regulator tidak maksimal yang mengakibatkan penurunan tegangan. Akan tetapi semakin besar nilai Duty cycle maka semua lampu akan menyala semakin terang dan untuk keamanan maka Duty cycle maksimal diberikan 50%. Sehingga regulator untuk Driver lampu DC ini sudah sesuai dengan yang diharapkan. (v)

(%)

Gambar 4.28. Grafik tegangan keluaran pada lampu 1 (v)

(%)

Gambar 4.29. Grafik tegangan keluaran pada lampu 2


(v)

(%)

Gambar 4.30. Grafik tegangan keluaran pada lampu 3 (v)

(%)

Gambar 4.31. Grafik tegangan keluaran pada lampu 4 Gambar 4.28. sampai gambar 4.31. adalah grafik keluaran tegangan pada lampu 1, 2, 3, dan 4.. hasil pengujian driver lampu DC tersebut sudah sesuai dengan yang diharapkan dimana saat nilai Duty cycle semakin besar maka tegangan pada beban lampu semakin besar. Sehingga semakin besar Duty cycle pada setiap lampu maka lampu menyala semakin terang. 4.4.2. ADC MCP3008 Dari penelitian ini, MCP3008 mengubah data Analog ke Digital 10 Bit. Analog yang diterima diubah menjadi bilangan 0 sampai 1023. MCP3008 ini digunakan 4 (empat) Analog input yaitu Sensor Cahaya 1, Sensor Cahaya 2, Sensor Motion, dan Sensor Ultraviolet.


4.4.2.1.

Sensor Cahaya

Pengujian Sensor Cahaya 1 dan Sensor Cahaya 2 dilakukan dengan cara memaparkan cahaya langsung dari sinar laser. Hasil pengujian tersebut dibandingkan dengan alat bantu sensor cahaya light meter. Pengambilan data tersebut diuji dengan 2 (dua) cara, yaitu dengan cara sensor cahaya tersebut terpapar sinar laser (terbuka) dan tidak terpapar sinar laser (tertutup). Sensor cahaya tersebut diharapkan mampu menghasilkan tegangan sebesar 0V (Low) sampai 3.3V (High) yang digunakan sebagai masukan dari Channel 0 dan Channel 1 pada ADC MCP3008. Tabel 4.9. hasil pengujian sensor cahaya dengan memaparkan cahaya langsung dari sinar laser. Tabel 4.9. Hasil pengujian sensor cahaya dengan memaparkan cahaya langsung sinar laser Sensor

Keadaan Sensor

Light meter (LUX)

ADC 10 Bit

Tegangan (V)

Sensor cahaya 1

tertutup

20-31

876-903

2.76-3.01

Sensor cahaya 1

terbuka

1620-1735

20-22

0.06-0.07

Sensor cahaya 2

tertutup

18-31

842-875

2.72-2.75

Sensor cahaya 2

terbuka

720-856

44-48

0.14-0.15

Hasil pengujian sensor cahaya 1 dan sensor cahaya 2 sebagai Sensor cahaya pada Kamar tidur sudah sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan, dimana saat keadaan tidak terpapar sinar laser (tertutup) sensor cahaya menghasilkan tegangan tinggi (High) dan saat keadaan terpapar sinar laser (terbuka) sensor cahaya menghasilkan tegangan rendah (Low). Hasil tegangan tersebut digunakan sebagai masukan pada ADC MCP3008 10 Bit dimana ADC akan mengkonversi 0 sampai 1023. Gambar 4.32. adalah grafik hasil pengujian ADC 10 Bit Sensor Cahaya 1. Hasil tersebut sudah sesuai dengan yang diharapkan. Gambar 4.33. adalah grafik hasil pengujian ADC 10 Bit Sensor Cahaya 2. Hasil tersebut sudah sesuai dengan yang diharapkan.


(Bit)

(v)

Gambar 4.32. Grafik hasil pengujian ADC 10 Bit Sensor Cahaya 1 (Bit)

(v)

Gambar 4.33. Grafik hasil pengujian ADC 10 Bit Sensor Cahaya 2 4.4.2.2.

Sensor Motion

Pengujian Sensor Motion menggunakan Modul PIR Motion Sensor dilakukan dengan memberikan gerakan pada jarak yang berbeda-beda, sudut samping, dan sudut atas bawah dari arah depan sensor. Pengambilan data tersebut diuji dengan cara memberikan gerakan manusia. Tabel 4.10. menunjukkan hasil data pengujian jarak Sensor Motion. Sensor Motion ini diharapkan mampu menghasilkan tegangan sesuai dengan gerakan yang terdeteksi sensor. Jarak lurus

Tabel 4.10. Hasil data pengujian jarak Modul PIR Motion Sensor Sudut atas-bawah

Sudut samping

Jarak atas-bawah

Jarak samping

(maksimal)

(maks)

kanan-kiri(maks)

(maks)

kanan-kiri (maks)

1.8 meter

+22.50 dan -22.50

+450 dan -450

2 meter

4 meter

Hasil pengujian Sensor Motion sudah sesuai yang diharapkan. Dimana respon deteksi sensor terhadap gerakan menghasilkan tegangan yang diubah oleh ADC 10 Bit sebagai


masukan kendali otomatis pada lampu kamar mandi. Tetapi sensor ini kurang baik digunakan sebagai deteksi keberadaan orang karena sensor ini mendeteksi pergerakan sehingga ketika ada manusia disekitar sensor, sensor hanya akan mendeteksi gerakannya saja. Ketika manusia itu tidak bergerak atau diam maka sensor tidak mendeteksi (Low). untuk keluaran sensor ketika mendeteksi maka 5 (lima) sensor yang ada dalam crystal akan mendeteksi gerakan dan hasilnya logika 1 (High) akan muncul sebanyak 5 kali dalam 2.5 detik, sehingga untuk mendeteksi suatu gerakan akan menghasilakan 0 (Low) dan 1 (High) sebanyak 5 kali dalam waktu 5 detik. Gambar 4.34. Adalah grafik hasil pendeteksian yang sudah di olah dalam Raspberry pi. Dengan hasil tersebut Sensor Motion ini tidak sesuai dengan yang diharapkan pada perancangan dimana kondisi 1 (High) digunakan sebagai kendali nyala lampu kamar mandi, dan logika 0 (Low) digunakan sebagai kendali mati lampu kamar mandi. (v)

(detik)

Gambar 4.34. Grafik hasil pendeteksian PIR Motion Sensor 4.4.2.3.

Sensor Ultraviolet

Pengujian Sensor Ultraviolet menggunakan modul GUVA S12SD dilakukan dengan menguji Sensor pada pagi, siang, dan sore dari sinar matahari langsung. Hasil pengujian tersebut dibandingkan dengan alat bantu sensor cahaya light meter. Pengambilan data tersebut diuji pada 2 (dua) kondisi cerah dan berawan. Tabel 4.11. memperlihatkan data hasil

pengujian

Sensor Ultraviolet. Sensor Ultraviolet

ini diharapkan mampu

menghasilkan tegangan sesuai dengan sinar Ultraviolet yang diterima oleh Modul Sensor Ultraviolet GUVA S12SD.


No.

Tabel 4.11. Data hasil pengujian Sensor Ultraviolet

Jam (WIB)

Cuaca

Light Meter

Sensor Ultraviolet

Tegangan

(LUX)

(ADC 10 Bit)

(V)

1

07:00-07:50

Pagi Cerah

5700-14800

19-43

0.061-0.138

2

07:00-07:50

Pagi Berawan

254-435

0-9

0-0.029

3

12:00-13:00

Siang Cerah

~

217-388

0.7-1.251

4

12:00-13:00

Siang Berawan

873-1680

61-209

0.197-0.674

5

17:00-17:50

Sore Cerah

470-27000

4-26

0.013-0.083

6

17:00-17:50

Sore Berawan

50-310

0-7

0-0.022

Hasil pengujian Sensor Ultraviolet tersebut diuji dengan cara Modul Sensor Ultraviolet GUVA S12SD dipaparkan cahaya matahari langsung yang tidak terhalang oleh benda, pohon, maupun bangunan sebagai pengatur lampu pada Halaman rumah. Sehingga sensor UV tersebut diletakkan dibagian atap rumah.

(Bit) )

(LUX)

Gambar 4.35. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX) saat pagi cerah

(Bit) )

(LUX)

Gambar 4.36. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX) saat siang cerah


(Bit) )

(LUX)

Gambar 4.37. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX) saat sore cerah

(Bit)

(LUX)

Gambar 4.38. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX) saat pagi berawan

(Bit)

(LUX)

Gambar 4.39. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX) saat siang berawan


(Bit)

(LUX)

Gambar 4.40. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX) saat sore berawan Gambar 4.35. sampai Gambar 4.40. Adalah grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya, antara ADC 10 Bit Sensor Ultraviolet dan LUX dari Light meter. Dari hasil grafik Sensor UV sudah sesuai yang diharapkan dimana saat ada sinar tampak rendah dari Light meter maka ADC 10 Bit yang diterima Sensor UV rendah. Disaat sinar tampak tinggi dari Light meter maka ADC 10 Bit yang diterima Sensor UV tinggi. Akan tetapi untuk Light meter adalah pengambilan data sinar yang diterima oleh cahaya yang ada disekitar, dan untuk Sensor UV adalah itensitas Ultraviolet dari cahaya matahari. Sehingga meskipun Light meter menunjukan cahaya diatas 1000 (LUX), Sensor UV belum tentu tinggi karena tergantung pada itensitas Ultraviolet yang ada pada cahaya matahari. 4.4.3. Modul RTC DS1307 Hasil pengujian Modul RTC DS1307 dilakukan dengan cara memantau penggunaan waktu nyala lampu berdasarkan waktu Modul RTC DS1307 yang sudah terhubung oleh Raspberry pi. Pengujian tersebut diberikan waktu sesuai keinginan User kapan akan meyala dan kapan akan mati, dari pengaturan tersebut diharapkan Modul dapat terbaca oleh Raspberry pi dan tidak terdapat jeda waktu nyata. Gambar 4.35. adalah hasil perbandingan Modul RTC dan waktu nyata.


(WIB)

(WIB)

Gambar 4.41. Hasil perbandingan waktu Modul RTC DS1307 dan waktu nyata Gambar 4.41. adalah hasil perbandingan waktu modul RTC DS1307 dan waktu nyata yogyakarta berdasarkan situs timeanddate.com dalam 7 jam. Hasilnya tidak ada selisih sehingga untuk Modul RTC DS1307 cukup baik digunakan pada Raspberry pi sebagai Real-Time Clock. Namun disaat Raspberry pi kehilangan daya atau mati secara tiba-tiba, terdapat jeda atau Raspberry pi butuh waktu untuk membaca waktu pada Modul RTC DS1307 sekitar 8 detik sampai 15 detik. Kecuali jika Raspberry pi di reboot tidak ada jeda untuk membaca waktu pada Modul RTC DS1307.

4.5. Pembahasan Perangkat Lunak Perangkat lunak yang dibuat terdiri dari program inti, program pengontrol otomatis, program pnegontrol manual, dan program antar muka (GUI). program inti berisi pemanggilan modul, pengaturan port GPIO Raspberry Pi, nisialisasi variabel, definisi fungsi sebagai pemanggilan fungsi pada program waktu nyala lampu dan pendeteksian sensor. Program antar muka berisi perancangan sistem yang diharapkan berupa GUI dari pusat pengontrol lampu pada rumah pintar berbasis Raspberry Pi.

Gambar 4.42. Listing program modul python Listing programs diatas merupakan pemanggilan modul pemrograman python. Modul yang dipanggil yaitu sys, TKinter, RPi.GPIO, time, spidev, dan os. Modul sys merupakan pemanggilan library dalam sistem Raspberry Pi. Modul TKinter merupakan modul pemrograman GUI. Modul RPi.GPIO merupakan pemanggilan modul input/output yang


akan digunakan pada Raspberry Pi. Modul time merupakan clock sebagai waktu delay untuk menajalankan program secara berkala. Modul spidev merupakan pemanggilan data hardware yang terhubung SPI pada Raspberry Pi. Dan modul os merupakan pendukung operasi sistem pada Raspberry Pi sebagai library pemanggilan waktu pada Raspberry Pi.

Gambar 4.43. Listing program pengauran GPIO Raspberry Pi Gambar 4.43. merupakan program pengaturan GPIO pada Raspberry PI. Pengaturan yang dilakukan meliputi pengaturan pin 7, 11, 13, 15 sebagai keluaran dan pin 16 sebagai masukan. Untuk pin pin 7, 11, 133, 15 diatur agar menghasilkan sinyal PWM dengan frekuensi 100Hz.

Gambar 4.44. Listing program definisi fungsi auto dan manual Program diatas adalah definisi program pada mode manual dan mode otomatis. Def auto merupakan proses program yang dijalankan pada mode otomatis, pada mode otomatis ini pengontrol lampu pada mode manual dibuat nonaktif. Untuk def manual merupakan proses program yang dijalankan pada mode manual, pada mode manual kebalikan dari mode otomatis yaitu menonaktifkan pengontrol lampu dengan mode otomatis.


Gambar 4.45. Listing program definisi kecerahan lampu 1 Program diatas merupakan bagian pada pengontrolan lampu pada mode otomatis, lampu pada ruang tamu yang diatur menggunakan waktu nyala lampu pada lampu 1 dapat diatur kecerahan lampu tersebut. Pada def TRG sebagai pengaturan lampu terang. Def RDP sebagai pengaturan lampu redup. Def PDM sebagai pengaturan lampu padam.

Gambar 4.46. Listing program definisi pemanggilan waktu Raspberry Pi Program diatas merupakan pemanggilan waktu pada Raspberry pi yang sudah terhubung pada RTC. Time2 = time.strftime (“%H:%M:%S”) pemanggilan waktu tersebut digunakan sebagai penampil waktu pada GUI dan time3 = time.strftimes (“%H%M%S”) pemanggilan waktu tersebut digunakan sebagai pemanggilan waktu pada waktu nyalalampu ruang tamu.


Gambar 4.47. Listing program definisi atur pada box entry waktu nyala lampu 1 Program diatas merupakan bagian dari pengaturan waktu nyala lampu pada ruang tamu atau lampu 1. Def atur merupakan program untuk mengaktifkan waktu nyala lampu. Di dalam program terdapat nyala dan mati, nyala = e1.get() merupakan program untuk mengambil angka pada box entry sebagai waktu lampu menyala. Mati = e2.get() merupakan program untuk mengambil angka pada box entry sebagai waktu lampu mati. Lalu angka yang diambil pada box entry diubah dalam bentuk string to integer.

Gambar 4.48. Listing program definisi clear box entry dan off waktu nyala lampu 1 Gambar 4.48. merupakan listing program bagian dari pengaturan waktu nyala lampu pada ruang tamu. Def deleted merupakan program untuk menghapus angka pada box entry pengaturan waktu nyala. Def atur_off merupakan program untuk menonaktifkan pengaturan waktu nyala lampu.


Gambar 4.49. Listing program membaca channel ADC dan konversi ADC ke Volts Program diatas merupakan bagian dari pengontrol lampu mode otomatis berdasarkan sensor. Def ReadChannel(channel) merupakan definisi fungsi pengambilan data pada ADC yang terhubung Raspberry Pi dengan antar muka SPI. Def ConvertVolts merupakan definisi fungsi data pada ADC diubah menjadi tegangan keluaran sesuai dengan tegangan referensi pada setiap sensor.

Gambar 4.50. Listing program pengaturan channel sensor Program diatas merupakan pengaturan channel sensor yang terhubung ADC. Light1_channel = 0 merupakan sensor cahaya 1 pada channel 0 ADC. Light2_channel = 1 merupakan sensor cahaya 2 pada channel 1 ADC. Motion_channel = 2 merupakan sensor motion pada channel 2. dan violet_channel = 3 merupakan sensor UV pada channel 3 ADC.


Gambar 4.51. Listing program definisi dalam tombol pengontrol lampu manual Program diatas merupakan definisi fungsi pada pengotrol lampu mode manual. tombol pengontrol lampu mode manual ketika ditekan akan memanggil fungsi pada program diatas. Pada GUI terdapat 8 tombol yang terbagi menjadi dua yaitu 4 tombol menyalakan lampu dan 4 tombol mematikan lampu. Pada fungsi diatas terdapat 4 fungsi menyalakan lampu yaitu buttonON_1, buttonON_2, butoonON_3, dan buttonON_4. 4 fungsi lainnya adalah fungsi mematikan lampu yaitu buttonOFF_1, buttonOFF_2, buttonOFF_3, dan buttonOFF_4.


Gambar 4.52. Listing program master GUI Program diatas merupakan pembuatan master antar muka modul GUI dimana SmartHome sebagai inisialisasi Tkinter. Gambar 4.53. Listing program looping master GUI Program diatas merupakan proses looping master GUI yang sudah dibuat. Pada keseluruhan program pengontrol mode otomatis dan pengontrol mode manual berada didalam satu pemrograman pyton termasuk dengan program antar muka pusat pengotrol lampu. 4.5.1. Pembahasan Perangkat Lunak Pengontrol Lampu Otomatis Pengontol lampu otomatis terdapat dua pemrograman yaitu waktu nyala lampu pada ruang tamu dan pendeteksian sensor. Pada waktu nyala lampu dapat diatur juga kecerahannya yang terbagi menjadi terang, redup, dan padam. Untuk pendeteksian sensor terdapat 3 sensor berbeda yaitu sensor cahaya, sensor motion, dan sensor UV. Sensor cahaya mengontrol lampu otomatis pada kamar tidur, sensor motion mengontrol lampu otomatis pada kamar mandi, dan sensor UV mengontrol lampu otomatis pada halaman rumah.

Gambar 4.54. Pengaturan waktu nyala lampu Pada pengaturan waktu nyala lampu pengguna memasukan angka pada gambar 4.54. pengaturan waktu nyala lampu. Terdapat dua box entry yaitu waktu nyala dan waktu mati, jika sudah memasukan angka maka tekan tombol set untuk mengaktifkan. Tomboi off pada gambar berfungsi untuk menonaktifkan pengaturan waktu nyala lampu. Dan tombol Clear berfungsi untuk menghapus angka pada box entry.


Gambar 4.55. Listing program fungsi dalam pengaturan waktu nyala lampu 1 Program diatas merupakan bagian dari pengaturan waktu nyala lampu. Didalam program terdapat while di dalam while, dimana while berfungsi sebagai pengulangan pendeteksian dalam satu kali pemanggilan. Sehingga untuk menghentikan program tersebut dibutuhkan fungsi break agar program terhenti. Dari program pengaturan waktu nyala lampu ini waktu pada Raspberry Pi dipanggil dalam bentuk string, dan ketika waktu pada Raspbbery Pi sama dengan waktu yang sudah di set oleh pengguna untuk waktu nyala maka lampu akan menyala dengan Duty cycle sebesar 35%. untuk waktu mati lampu akan dimatikan dengan Duty cycle sebesar 0%.


Gambar 4.56. Listing program definisi fungsi kecerahan lampu 1 Untuk mengatur kecerahan lampu pada ruang tamu pengguna dapat menekan tombol terang, redup, dan padam. Dapat dilihat pada programdiatas dimana saat terang Duty cycle yang dihasilkan sebesar 35%, saat redup Duty cycle sebesar 20%, dan saat padam Duty cycle sebesar 0%. Gambar 4.57. grafik hasil Duty cycle GPIO pengontrol kecerahan lampu 1. (v)

(%)

Gambar 4.57. Grafik hasil Duty cycle GPIO pada pengontrol otomatis waktu nyala lampu

Gambar 4.58. Tombol pengontrol lampu otomatis berdasarkan pendeteksian sensor Pengontrol lampu mode otomatis berdasarkan pendeteksian sensor mengatur lampu pada kamar tidur, kamar mandi, dan halaman.


Gambar 4.59. Listing program pengolahan data ADC di dalam python Program diatas merupakan pengolahan data sensor dari ADC pada pemrograman python. Tmbl=GPIO.input(16) merupakan masukan pada pin 16 pada Raspberry Pi dari tombol untuk mematikan lampu pada kamar mandi. Pada program perintah while diberikan agar data sensor di tampilkan secara berkala. Print merupakan perintah untuk menampilkan data atau text pada pemrograman python, pada program diatas perintah print ditampilkan secara berkala untuk mengecek pendeteksian sensor secara akurat dengan delay 1 detik.


Gambar 4.60. Listing program fungsi pengontrol lampu otomatis berdasarkan pendeteksian sensor Setelah data mendeteksi maka pada lampu kamar tidur mendapatkan masukan dari sensor cahaya 1 dan sensor cahaya 2. pada program jika orang didalam kamar tidur sama dengan lebih dari 1 maka lampu akan menyala dengan Duty cycle sebesar 50%. jika orang didalam kamar tidur sama dengan 0 maka lampu akan mati dengan Duty cycle sebesar 0%. Pada lampu kamar mandi jika data sensor motion mendeteksi keberadaan orang didalam maka lampu akan menyala dengan Duty cycle sebesar 40%. dan jika tombol ditekan atau dalam keadaan False lampu pada kamar mandi akan dimatikan dengan Duty cycle sebesar 0%. Pada lampu di halaman jika data sensor UV mendeteksi sinar UV dengan Aout sama dengan lebih dari 0.081 maka lampu akan mati dengan Duty cycle sebesar 0%. Jika Aout sama dengan kurang dari 0.08 maka lampu akan menyala redup dengan Duty cycle sebesar 20%. Dan jika Aout sama dengan kurang dari 0.019 maka lampu akan menyala terang dengan Duty cycle sebesar 30%. SmartHome.update() merupakan proses pemanggilan fungsi Tkinter pada looping while pendeteksian sensor.


(v)

(%)

Gambar 4.61. Grafik hasil Duty cycle GPIO pengontrol otomatis berdasarkan sensor cahaya (v)

(%)

Gambar 4.62. Grafik hasil Duty cycle GPIO pengontrol otomatis berdasarkan sensor motion (v)

(%)

Gambar 4.63. Grafik hasil Duty cycle GPIO pengontrol otomatsi berdasarkan sensor UV Gambar 4.61. merupakan grafik hasil Duty cycle GPIO pengontrol lampu otomatis berdasarkan sensor cahaya dengan kondisi saat mendeteksi keberadaan orang di kamar tidur. Gambar 4.62. merupakan grafik hasil Duty cycle GPIO pengontrol lampu otomatis


berdasarkan sensor motion dengan kondisi saat mendeteksi keberadaan orang di kamar mandi dan dimatikan melalui tombol yang berada di luar kamar mandi. Gambar 4.63. merupakan grafik hasil Duty cycle GPIO pengontrol kecerahan lampu otomatis berdasarkan sensor UV dengan kondisi saat mendeteksi sinar UV. Seluruh pemrograman pengontrol lampu mode otomatis terdapat beberapa while didalam fungsi. Saat fungsi while bertemu dengan fungsi while program akan memproses while terakhir maka sistem akan mengecek kondisi terakhir dan menjalankan fungsi while yang proses pemanggilannya terakhir. Sehingga pada mode otomatis ini pengaturan waktu nyala lampu tidak dapat dijalankan bersamaan dengan pengontrol lampu otomatis berdasarkan pendeteksian sensor. 4.5.2. Pembahasan Perangkat Lunak Pengontrol Lampu Manual Pengontrol lampu manual terdapat 8 (delapan) tombol masing-masing pengontrol lampu pada ruangan terdapat 2 (dua) tombol yaitu tombol ON untuk menyalakan lampu dan tombol OFF untuk mematikan lampu. Gambar 4.64. merupakan tombol pada GUI pengontrol lampu manual.

Gambar 4.64. Tombol pada GUI pengontrol lampu manual Pengontrol lampu manual hanya terdiri dari fungsi menyalakan lampu dan mematikan lampu dengan mengecek kondisi lampu dalam looping Tkinter. Gambar 4.63. merupakan pemrograman pengontrol lampu manual.


Gambar 4.65. Pemrograman pengontrol lampu manual Pada pemrograman pengontrol lampu mode manual terbagi 8 (delapan) fungsi, fungsi mematikan 4 (empat) dan fungsi mematikan 4 (empat). Fungsi menayalakan pada lampu 1 menghasilkan keluaran Duty cycle sebesar 35%. Fungsi menayalakan pada lampu 2 menghasilkan keluaran Duty cycle sebesar 50%. Fungsi menayalakan pada lampu 3 menghasilkan keluaran Duty cycle sebesar 40%. Fungsi menayalakan pada lampu 4 menghasilkan keluaran Duty cycle sebesar 30%. hal tersebut dikarenakan nilai hambatan pada beban lampu dan hambatan pada basis berbeda-beda, sehingga nilai Duty cycle


disesuaikan dengan intensitas kecerahan lampu. Gambar 4.66. sampai 4.69. merupakan grafik hasil Duty cycle GPIO pengontrol lampu manual pada masing-masing lampu. (V)

(%)

Gambar 4.66. Grafik Duty cycle GPIO pada pengontrol lampu 1 (V)

(%)

Gambar 4.67. Grafik Duty cycle GPIO pada pengontrol lampu 2 (V)

(%)

Gambar 4.68. Grafik Duty cycle GPIO pada pengontrol lampu 3


(V)

(%)

Gambar 4.69. Grafik Duty cycle GPIO pada pengontrol lampu 4 4.5.3. Pembahasan Perangkat Lunak Antar muka (GUI) Pemrograman antar muka (GUI) meliputi denah lampu rumah pintar, pengontrol lampu otomatis dan pengontrol lampu manual. Denah lampu rumah pintar merupakan tampilan keadaan lampu, denah tersebut menampilkan terang, redup, dan padam lampu. Denah terdiri dari lampu 1, 2, 3, dan 4. Lampu 1 adalah lampu pada ruang tamu, lampu 2 adalah lampu pada kamar tidur, lampu 3 adalah lampu pada kamar mandi, dan lampu 4 adalah lampu pada halaman rumah. Gambar 4.70. merupakan penampil jam pada GUI.

Gambar 4.70. Penampil jam pada GUI pusat pengontrol lampu Gambar 4.71. Listing program penampil jam pada GUI Program diatas merupakan pemrograman penampil jam pada GUI pusat pengontrol lampu. Penampil jam tersebut memanggil waktu pada Raspberry Pi.

Gambar 4.72. Denah lampu ruamh pintar


Gambar 4.73. Listing program denah lampu rumah pintar Gambar 4.73. merupakan denah lampu rumah pintar. Program diatas merupakan pembuatan denah lampu rumah pintar. Denah = Label merupakan teks denah lampu rumah pintar dengan font times new romans ukuran teks 20mm dengan jenis Bold atau tebal. Canvas_D merupakan background dari denah lampu tersebut dengan luas 200x300. C1 merupakan denah lampu 1 dengan ukuran y1=1, x1=130, y2=300, dan x2=60. C2 merupakan denah lampu 1 dengan ukuran y1=130, x1=200, y2=300, dan x2=130. C3 merupakan denah lampu 1 dengan ukuran y1=1, x1=130, y2=130, dan x2=200. C4 merupakan denah lampu 1 dengan ukuran y1=1, x1=1, y2=150, dan x2=60. Pengontrol lampu ini terdiri dari pengontrol lampu otomatis dan pengontrol lampu manual. Gambar 4.74. merupakan tombol pengontrol mode otomatis dan mode manual.

Gambar 4.74. Tombol pengontrol mode otomatis dan mode manual

Gambar 4.75. Listing program tombol pengontol mode otomatis dan mode manual Pada pengontrol lampu otomatis terdapat 2 box entry sebagai masukan pengaturan waktu nyala lampu, tombol set sebagai pengatur waktu nyala lampu, tombol off untuk menonaktifkan pengaturan waktu nyala lampu, tombol clear untuk menghapus variabel pada box entry. Tombol nyalakan sensor untuk mengaktifkan pendeteksian sensor sebagai pengontrol lampu otomatis, dan tombol matikan sensor untuk menonaktifkan pendeteksian sensor. Gambar 4.76. merupakan tombol pada GUI pengontrol lampu otomatis.


Gambar 4.76. Tombol pengontrol lampu otomatis pada GUI

Gambar 4.77. Listing program tombol pengontrol lampu otomatis pada GUI Program diatas merupakan listing program tombol pengontrol lampu otomatis pada GUI. RTC1 dan RTC2 adalah box entry pengaturan waktu nyala lampu. RTC1 terletak pada sumbu x=10 dan y=325, RTC2 terletak pada sumbu x=10 dan y=375. mengatur merupakan pemrograman tombol set pada pengaturan waktu nyala lampu, mematikan merupakan pemrograman tombol off pada pengaturan waktu nyala lampu, dan hapus merupakan pemrograman tombol clear pada pengaturan waktu nyala lampu. Terang merupakan pemrograman tombol terang pada kecerahan lampu ruang tamu, redup merupakan pemrograman tombol redup pada kecerahan lampu ruang tamu, dan padam merupakan pemrograman tombol padam pada kecerahan lampu ruang tamu. Keluar merupakan pemrograman tombol untuk keluar dari GUI pusat pengontrol lampu.


Gambar 4.78. Tombol pengontrol lampu manual pada GUI

Gambar 4.79. Listing program tombol pengontrol lampu manual pada GUI Gambar 4.79. merupakan tombol pengontrol lampu manual pada GUI pusat pengontrol lampu. Program diatas merupakan listing program pembuatan tombol pengontrolan lampu manual. Lampu1, lampu2, lampu3, dan lampu4 merupakan program label pada setiap tombol. ON_1, ON_2, ON_3, dan ON_4 merupakan pemrograman tombol ON pada setiap tombol pengontrolan lampu manual pada GUI pusat pengontrol lampu. OFF_1, OFF_2, OFF_3, dan OFF_4 merupakan pemrograman tombol OFF pada setiap tombol pengontrolan lampu manual pada GUI pusat pengontrol lampu.


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Dari hasil pengujian dan pengambilan data pada pusat pengontrol lampu pada rumah pintar berbasis Raspberry Pi, dapat diambil kesimpulan: 1.

Sistem mampu mengendalikan lampu pada protoype rumah pintar sesuai dengan mode pilihan pengguna yaitu mode manual dan mode otomatis.

2.

Sistem mampu mengendalikan waktu nyala lampu berdasarkan waktu nyata dengan error 0%.

3.

Sistem mampu mendeteksi data sensor sebagai pengendali itensitas pencahayaan lampu terang, redup, dan padam dengan error 0%.

4.

Driver lampu DC mampu memberikan tegangan sesuai variasi masukan Duty cycle atau PWM.

5.

Sistem memiliki kelemahan pada mode otomatis, dimana waktu nyala lampu tidak dapat dijalankan bersamaan dengan pendeteksian sensor.

5.2. Saran Saran untuk pengembangan penelitian selanjutnya: 1.

Pengontrolan lampu pada rumah mode otomatis lebih dipermudah bagi pengguna.

2.

Mengembangkan sistem agar tidak mengendalikan pencahayaan saja, tetapi diperluas pada keamanan maupun kemudahan lainnya.

80


DAFTAR PUSTAKA [1] http://Smarthomeindonesia.co.id/ diakses 26 september 2016 [2] Muwarni yulia, M., 2014, Lampu panggung terkendali musik berbasis Raspberry Pi., Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. [3] Apriyanto, 2016, Aplikasi PLC Modicon M221 untuk Smart Home dengan HMI Berbasis Android., Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. [4] ----, 2015, Raspberry pi model B, element 14 and RS version. [5] http://elinux.org/RPi_Low-level_peripherals#General_Purpose_Input.2FOutput_.28G PIO.29 diakses 26 September 2016 [6] Ricardson, M., Wallace S., 2012, getting started with Raspberry Pi, O’Reilly Media, United State of America. [7] Kiusalas, J., 2005, Numerical Methods in Engineering with Pyton, Cambridge Uneversity Press, New York. [8] Bressert, E., 2013, SciPy and NumPy, 2nd ed, O’Reilly Media, United State of America. [9] http://Skemaku.com/pengertian_sensor diakses 06 September 2016 [10] Lady, Ada., 2016, pir passive infrared proximity motion sensor, Adafruit Industries. [11] Learn.adafruit.com/pir-passive-infrared-proximity-motion-sensor/how-pirs-work diakses 12 Oktober 2016 [12] Everlight Electronics Co., LTD., 2011, 5mm Silicon PIN Photodiode T-1, Everlight Electronics Co., LTD. [13] http://www.robotics-university.com/2014/08/photo-diode.html diakses 12 Oktober 2016 [14] Waveshare., 2015, UV-Sensor-User-Manual. [15] http://Sunrom.com/ultraviolet(UV)_light_radiation_sensor diakses 04 Oktober 2016 [16] http://Itead.cc/wiki/UV_Sensor diakses pada tanggal 04 Oktober 2016 [17] NXP., 2013, PCF8591 8 bit A/D and D/A converter, NXP. [18] Maxim Integrated., 2015, DS1302 Trickle-Charge timekeeping Chip, Maxim Integrated. [19] Sony., 2007, Guided Red Laser Diode SLD135VS, Sony. [20] Rashid, M., 2004, Power Electronics Handbook, Academic Press., Pensacola, Florida.

81


[21] Boylestad, R., Nashelsky, L., 2010, Electronic Divice and Circuit Theory, 10th ed, Pretince Hall Inc., New Jersey. [22]

On Semiconductor, Complementary Silicon Plastic Power Transistors (NPN) (PNP) TIP41, On Semiconductor.

[23]

Microchip Technology Inc., 2008, MCP3004/3008 4-Channel/8-Channel 10-Bit A/D Converters with SPI Serial Interface, Microchip Technology Inc.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI L1

LAMPIRAN Rangkaian Driver lampu DC


Data driver led Lampu 1

Lampu 2

Lampu 3

Lampu 4

Lampu 1 pwm(%)

teg regulator(v)

teg basis(v)

teg masukan(v)

pwm pengukuran osiloscop(%)

Vavrg(v)

10

7.65

0.088

0.31

10.89

0.483

20

8.4

0.18

0.6

19.81

0.796

30

9.44

0.25

0.9

29.71

1.11

40

6.75

0.33

1.19

40.2

1.46

50

6.7

0.35

1.47

49.99

1.79

Lampu 2 pwm(%)

teg regulator(v)

teg basis(v)

teg masukan(v)


Vavrg(v)

10

7.9

0.08

0.31

9.89

0.453

20

8.5

0.15

0.6

20.57

0.813

30

9.5

0.23

0.9

29.74

1.11

40

6.8

0.3

1.2

40.59

1.46

50

6.8

0.33

1.47

50.48

1.79

Lampu 3 pwm(%)

teg regulator(v)

teg basis(v)

teg masukan(v)


Vavrg(v)

10

7.6

0.088

0.32

10.77

0.489

20

8.4

0.17

0.61

19.82

0.786

30

9.44

0.25

0.91

29.7

1.11

40

6.7

0.33

1.2

40.59

1.47

50

6.7

0.35

1.5

49.51

1.76


Lampu 4 pwm(%)

teg regulator(v)

teg basis(v)

teg masukan(v)


Vavrg(v)

10

7.7

0.09

0.32

10.77

0.493

20

8.4

0.18

0.62

20.58

0.815

30

9.48

0.25

0.91

30.69

1.14

40

6.75

0.34

1.2

40.59

1.47

0.35

1.5

49.52

1.76

50

6.7 VCE driver lampu DC

PWM

VCE Driver lampu 1 (v)




10

9,18-9,38

9,38-9,51

9,27-9,40

9,08-9,21

20

7,89-8,23

8,70-8,82

8,16-8,31

7,16-7,39

30

6,70-7,10

7,60-7,80

7,03-7,14

6,46-6,93

40

5,63-5,87

7,18-7,26

5,64-5,79

5,38-5,52

50

4,79-5,02

6,50-6,92

4,62-4,90

4,38-4,75


Data resume PIR motion sensor


Data sensor cahaya

Data sensor UV



Data selisih RTC dan waktu nyata

waktu Modul RTC DS1307 current local yogyakarta (timeanddate.com) perbandingan waktu 13:50:00 13:50:00 0 menit 14:10:00 14:10:00 20 menit 14:30:00 14:30:00 40 menit 14:50:00 14:50:00 60 menit 15:10:00 15:10:00 80 menit 15:30:00 15:30:00 100 menit 15:50:00 15:50:00 120 menit 16:10:00 16:10:00 140 menit 16:30:00 16:30:00 160 menit 16:50:00 16:50:00 180 menit 17:10:00 17:10:00 200 menit 17:30:00 17:30:00 220 menit 17:50:00 17:50:00 240 menit 18:10:00 18:10:00 260 menit 18:30:00 18:30:00 280 menit 18:50:00 18:50:00 300 menit 19:10:00 19:10:00 320 menit 19:30:00 19:30:00 340 menit 19:50:00 19:50:00 360 menit 20:10:00 20:10:00 380 menit 20:30:00 20:30:00 400 menit 20:50:00 20:50:00 420 menit

selisih 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0




PUSAT PENGONTROL LAMPU PADA RUMAH PINTAR BERBASIS RASPBERRY PI

Recommend Documents