Rancang Bangun dan Implementasi Sistem Pengendali Sakelar Jarak Jauh Memanfaatkan Arduino UNO dan Perangkat Mobile Berbasis Android
Artikel Ilmiah
Diajukan kepada Fakultas Teknologi Informasi untuk memperoleh Gelar Sarjana Komputer
Peneliti: Muhammad Alfian Faiz (672012173) Yos Richard Beeh, S.T., M.Cs.
Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga 2016
Rancang Bangun dan Implementasi Sistem Pengendali Sakelar Jarak Jauh Memanfaatkan Arduino UNO dan Perangkat Mobile Berbasis Android 1)
Muhammad Alfian Faiz, 2)Yosh Richard Beeh
Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana Jl. Diponegoro 52-60, Salatiga 50711, Indonesia Email : 1)
[email protected], 2)
[email protected] Abstract As an electronic devices user, have to switch off or switch on that devices appropriate on requirement. So there is created switch to control all of them. When not close with that switches, this case will be a problem. Using Android smartphone and Arduino UNO microcontroller will be created a system to control switches from far distance. In this system, chosen Bluetooth or Internet technology to control switch. The final result of this study is to produce a system and application on Android smartphone to control switches from far distance, so used to control and monitoring switch easier. Keywords: Microcontroller Arduino UNO, Bluetooth, Internet, Android Smartphone. Abstrak Sebagai pengguna perangkat elektronik, dituntut untuk mematikan atau menghidupkan perangkat tersebut sesuai kebutuhan. Maka dari itu diciptakan sakelar untuk mengontrol perangkat elektronik tersebut. Ketika tidak berada didekat sakelar, hal ini akan menjadi masalah. Dengan menggunakan perangkat smartphone Android dan microcontroller Arduino UNO akan dibuat sistem untuk pengendali sakelar jarak jauh. Pada sistem ini, dipilih teknologi Bluetooth atau Internet untuk melakukan pengontrolan sakelar. Hasil dari penelitian ini adalah untuk menghasilkan sebuah sistem dan aplikasi pada smartphone Android sebagai pengontrol sakelar jarak jauh, sehingga dapat digunakan untuk mengontrol sekaligus monitoring sakelar dengan mudah. Kata kunci: Arduino UNO Microcontroller, Bluetooth, Internet, Smartphone Android.
1) Mahasiswa Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga. 2) Staff Pengajar Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.
1
1.
Pendahuluan
Pengggunaan peralatan elektronik untuk keperluan rumah tangga maupun perkantoran semakin meningkat. Bahkan untuk keperluan sehari-hari, hampir tidak bisa lepas dari peralatan elektronik. Sebagai pengguna perangkat elektronik, dituntut untuk mematikan atau menghidupkan perangkat tersebut sesuai kebutuhan. Maka dari itu diciptakan sakelar untuk mengontrol perangkat elektronik tersebut. Ketika tidak berada didekat sakelar, hal ini akan menjadi masalah. Hal ini terjadi karena sebagian besar rumah menggunakan sakelar permanen yang tertanam pada tembok dan terhubung pada masing-masing panel. Seiring berkembangnya teknologi smartphone dengan sistem operasi Android yang sekaligus mendominasi pasar ponsel dunia dan sangat mudah ditemukan di pasaran dengan harga yang semakin terjangkau. Dari jumlah penduduk Indonesia yang mencapai 250 juta jiwa, lembaga riset digital marketing Emarketer memperkirakan pada 2018 jumlah pengguna aktif smartphone di Indonesia lebih dari 100 juta orang. Indonesia akan menjadi negara dengan pengguna aktif smartphone terbesar keempat di dunia setelah Cina, India, dan Amerika[1]. Internet of Things atau dikenal dengan singkatan IoT, merupakan sebuah konsep yang bertujuan untuk memperluas manfaat dari koneksi Internet dari benda nyata yang terhubung secara terus menerus. Istilah IoT mulai dikenal pada tahun 1999 yang saat itu disebutkan pertama kalinya dalam sebuah presentasi oleh Kevin Ashton, co-founder and executive director of the Auto-ID Center in MIT[8]. Seiring berkembangnya infrastruktur Internet, bukan hanya smartphone atau komputer saja yang dapat terkoneksi dengan Internet, namun berbagai macam peralatan elektronik bisa terhubung dengan Internet yang terkoneksi ke jaringan lokal maaupun global menggunakan sensor dan aktuator yang tertanam pada peralatan tersebut. Pada penelitian ini juga menggunakan konsep IoT, dimana pengontrolan sakelar dapat dilakukan melalui smartphone Android kemudian memerintahkan microcontroller yang keduanya terhubung dengan Internet. Rumusan masalah pada penelitian ini adalah bagaimana membuat sistem pengendali sakelar jarak jauh memanfaatkan Arduino UNO dan perangkat mobile berbasis Android? Sistem pengontrol sakelar yang akan dibuat pada penelitian ini diharapkan mampu mengatasi permasalahan yang ada. Sistem ini memungkinkan untuk melakukan kontrol dan monitoring sakelar jarak jauh, baik dari dalam rumah maupun ketika sedang bepergian. Sehingga dapat mempermudah dalam menghidupkan dan mematikan sakelar dari jarak dekat maupun jauh. 2.
Tinjauan Pustaka
Penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya dengan judul “Pengendali Pintu Gerbang menggunakan Bluetooth Berbasis Mikrokontroler Atmega 8” yang ditulis oleh Teguh Arif Gustaman. Pada penelitian tersebut dijelaskan bahwa prinsip kerja pengendali pintu gerbang menggunakan Bluetooth berbasis microcontroller ATmega 8 yaitu pengiriman kode karakter melalui Bluetooth 2
kemudian diproses pada microcontroller menjadi bentuk keputusan, selanjutnya dari energi listrik diubah menjadi gerakan mekanis pada motor servo. Hasil dari penelitian tersebut adalah membuat aplikasi kendali yang kemudian dihubungkan pada hardware pengendali pintu gerbang sehingga pintu gerbang dapat membuka dan menutup sesuai dengan instruksi yang diberikan. Daun pintu gerbang bergerak setengah melingkar atau membentuk sudut 90° dari sumbunya[3]. Pada penelitian selanjutnya yang berjudul “Rancang Bangun Kendali Lampu Menggunakan Mikrokontroler ATMEGA8538 Berbasis Android melalui Bluetooth dan Speech Recognition” yang ditulis oleh Anggit Supriyanto. Pada penelitian tersebut dibahas tentang bagaimana sebuah sistem layaknya home automation yang dapat melakukan kendali terhadap perangkat elektronik menggunakan teknologi microcontroller, smartphone Android, Bluetooth serta fasilitas speech recognition. Sistem yang dimaksud adalah perangkat yang dapat mengendalikan perangkat elektronik secara wireless menggunakan smartphone Android. Kendali secara wireless tersebut dilakukan melalui Bluetooth menggunakan aplikasi khusus yang berjalan pada sistem operasi Android. Pada aplikasi tersebut juga disertakan sebuah fitur speech recognition yang dapat memberikan perintah melalui suara[4]. Penelitian lain yang berkaitan dengan penelitian ini berjudul “Smart Home System Memanfaatkan Infrastruktur Web Service dengan Kontrol Berbasis Android” yang ditulis oleh Muhammad Aditya Darmawan. Dijelaskan bahwa sarana untuk menghubungkan antara perangkat bergerak dengan board mikrokontroler pada rangkaian smart home system yaitu dapat dilakukan dengan layanan web service. Meskipun berbeda platform dan juga bahasa pemrograman, dengan menggunakan web service inilah, komunikasi data akan tetap terbentuk. Oleh karena itu pada penelitian tersebut dibuat rancangan rangkaian smart home system yang memanfaatkan infrastruktur web service dengan kontrol menggunakan perangkat bergerak. Tujuan dari penyusunan penelitian tersebut yaitu untuk merancang dan merealisasikan pemanfaatan infrastruktur web service pada rangkaian smart home system untuk sistem monitoring dan kontrol lampu berbasis Android [5]. Penelitian ini merupakan pengembangan dari penelitian-penelitian sebelumnya yaitu, pada penelitian ini menggunakan Arduino UNO sebagai microcontroller dan memanfaatkan teknologi Internet yang dipadukan dengan Bluetooth sebagai media komunikasi antar hardware sehingga dapat dipilih sesuai kebutuhan. Bluetooth dapat digunakan apabila melakukan kontrol sakelar dari dalam rumah. Apabila perangkat Bluetooth tidak mampu menjangkau, dapat digunakan Internet sebagai jalur komunikasi kontrol sakelar. Pemanfaatan Internet sebagai jalur komunikasi antar hardware memungkinkan untuk melakukan kontrol sakelar dari jarak yang tidak terbatas selama terdapat koneksi Internet yang memadai. Penggunaan Internet juga memungkinkan perangkat untuk mengakses database MySQL sebagai server sekaligus media penyimpanan data secara realtime. Sistem operasi Android bersifat open source, dimana sistem operasi ini dapat dimodifikasi sesuai kebutuhan. Sistem operasi open source memungkinkan untuk membuat aplikasi yang terhubung pada microcontroller dan relay untuk
3
kemudian diteruskan pada rangkaian sakelar. Sistem ini dapat digunakan untuk mengontrol sekaligus monitoring sakelar dengan mudah dari mana saja dan kapan saja. Pada penelitian ini akan dibahas untuk melakukan pengontrolan sakelar memanfaatkan teknologi Bluetooth atau Internet. Dipilih Bluetooth sebagai media kontrol karena tidak memerlukan biaya tambahan ketika pengoperasian berlangsung. Bluetooth hanya dapat dioperasikan pada jarak maksimal kurang lebih 10 meter[6]. Ketika berada di dalam rumah, pengontrolan dipastikan dapat dilakukan dengan Bluetooth, karena dengan jarak jari-jari 10 meter melingkar diperoleh diameter sejauh 20 meter. Ketika sedang berada pada jarak yang lebih jauh, dapat digunakan Internet untuk mengontrol dan monitoring sakelar. Arduino UNO merupakan rangkaian komponen elektronik yang didalamnya tertanam microcontroller dengan jenis ATmega328P-PU yang berperan sebagai otak pengendalian sistem pada alat tersebut. Arduino UNO dapat digabungkan bersama modul atau alat lain dengan protokol yang berbeda-beda karena memiliki fasilitas Pulse Width Modulation, serial communication , ADC, timer, interrupt, SPI dan I2C[7]. Perangkat Arduino UNO dapat digunakan untuk membuat suatu sistem yang menggabungkan software dan hardware yang bersifat interaktif, yaitu dapat menerima perintah atau rangsangan dari luar dan kemudian merespon kembali. Konsep untuk memahami rangasangan analog dari luar dan kemudian merespon kembali secara digital disebut dengan physical computing. Konsep ini biasanya diaplikasikan dalam desain alat atau poyek-proyek yang menggunakan sensor dan microcontroller untuk menerjemahkan input analog ke dalam sistem yang kemudian menghasilkan kontrol gerakan elektro-mekanik[8]. Sistem Bluetooth terdiri dari sebuah radio trans receiver, baseband link controller dan sebuah link manager. Baseband link controller menghubungkan hardware radio ke base band processing dan layer protokol fisik. Link manager melakukan aktivitas-aktivitas protokol tingkat tinggi seperti melakukan link setup, autentikasi dan konfigurasi. Pada penelitian ini digunakan Bluetooth dengan tipe HC-05 yang merupakan modul dengan menggunakan protokol standar Bluetooth v2.0. Modul Bluetooth HC-05 bisa menjadi slave yaitu melakukan pairing keperangkat lain, maupun menjadi master yaitu perangkat lain yang melakukan pairing ke module Bluetooth CH-05 tersebut. 3.
Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan Metode Penelitian dan Pengembangan (Research and Development / R&D), metode ini digunakan untuk menghasilkan produk dan menguji keefektifan produk tersebut. Langkah-langkah Research and Development ditunjukkan pada Gambar 3 berikut.
4
Gambar 1 Langkah-langkah penggunaan Metode Research and Development[9]
Tahap pertama pada penelitian ini yaitu tahap Potensi dan Masalah, potensi adalah sesuatu yang apabila didayagunakan akan memiliki nilai tambah. Sedangkan masalah adalah penyimpangan antara yang diharapkan dengan yang terjadi. Pada tahap ini diperoleh masalah bagaimana melakukan kontrol dan monitoring sakelar jarak jauh, baik dari dalam rumah maupun ketika sedang bepergian. Sehingga dapat mempermudah dalam menghidupkan dan mematikan sakelar dari jarak dekat maupun jauh. Dilakukan penelitian berupa pertanyaan terhadap 32 responden dengan kriteria usia dewasa, jenis kelamin laki-laki maupun perempuan dan dari jenis profesi secara acak. Maka didapat hasil data seperti pada Tabel 1 berikut.
No 1 2 3 4
Tabel 1 Hasil dari Pertanyaan yang Diajuakan Pertanyaan Ya Menggunakan listrik di rumah Menggunakan sakelar permanen yang tertanam pada tembok Memiliki smartphone Android Pernah terpikir untuk mengontrol sakelar listrik dari jarak jauh
Tidak
32
0
32
0
27
5
13
19
Dari Tabel 1 diatas dapat dilihat bahwa dari data yang didapatkan hampir semua pemilik rumah yang memasang listrik dengan menggunakan sakelar permanen pada tembok memiliki smartphone Android. Beberapa diantaranya pernah terpikir untuk dapat mematikan atau menghidupkan sakelar listrik dari jarak jauh. Tahap berikutnya adalah Pengumpulan Data, dalam tahap ini hal yang dilakukan diantaranya melakukan studi pustaka, Studi pustaka dilakukan untuk memperoleh hal penting yang berhubungan dan berpengaruh terhadap penelitian yang dilakukan. Selain itu juga mempersiapkan kebutuhan sistem berupa hardware maupun software yang dibutuhkan untuk membangun sistem. Berikut adalah daftar software dan hardware yang dibutuhkan dan berhasil dikumpulkan yaitu, komputer, Arduino UNO, Bluetooth HC-05, Ethernet Shield W5100, Relay 8-Ch, kabel jumper, smartphone Android, lampu listrik AC, lampu listrik DC dan power supply. Komputer digunakan untuk menulis source code dan kemudian meng-compile source code tersebut agar dapat dijalankan pada perangkat Arduino UNO dan smartphone Android. 5
Tahap selanjutnya yaitu Desain Produk, pada tahap ini dibuat desain arsitektur sistem, flowchart microcontroller, desain aplikasi Android desain Graphical User Interface (GUI) pada aplikasi Android. Untuk desain arsitektur sistem tersebut dapat dilihat pada Gambar 2 berikut.
Gambar 2 Desain Arsitektur Sistem
Gambar 2 menunjukkan desain arsitektur sistem yang akan dibuat, dimana rangkaian listrik dikontrol melalui perintah dari microcontroller Arduino. Pengontrolan dari smartphone Android dapat dilakukan melalui Bluetooth. Sedangkan smartphone Android dan microcontroller Arduino UNO terhubung pada server melalui Internet, menunjukkan bahwa pengontrolan juga dapat dilakukan melaui Internet.
Gambar 3 Flowchart pada Microcontroller
Untuk desain flowchart microcontroller seperti yang ada pada Gambar 3 di atas, dapat dijelaskan bahwa ketika perangkat Arduino menyala maka akan dilakukan inisialisasi port serial yang akan digunakan sekaligus melakukan 6
konfigurasi alamat IP (Internet Protocol). Setelah melakukan konfigurasi alamat IP maka selanjutnya melakukan proses standby. Proses standby berlangsung selama 50 (lima puluh) milidetik yang kemudian langsung dilanjutkan pada proses pengecekan nilai dari variabel isBluetooth, apakah false atau true. Dimana jika variabel isBluetooh bernilai false maka perangkat akan menjalankan pengontrolan sakelar melalui Internet dengan cara request data dari server. Apabila dalam melakukan request data dari server gagal atau time out maka proses akan dikembalikan menuju proses standby. Tetapi apabila berhasil, perangkat akan membaca data yang diterima dari server yang berupa data serial dan kemudian diubah menjadi data analog. Data analog digunakan untuk mengubah kondisi sakelar sesuai data yang didapatkan dari server. Setelah berhasil mengubah kondisi sakelar, perangkat akan melakukan feedback ke server dan proses akan dikembalikan menuju proses standby. Apabila ketika melakukan pengecekan variabel isBluetooth dan bernilai true maka perangkat akan menjalankan pengontrolan sakelar melalui Bluetooth dengan cara mengaktifkan Bluetooth sebagai master dan melakukan pengecekan apakah ada perangkat lain yang ingin melakukan proses pairing. Apabila tidak ada perangkat lain yang ingin melakukan proses pairing maka proses dikembalikan pada keadaan standby, tetapi apabila ada perangkat lain yang ingin melakukan proses pairing maka akan langsung dilakukan proses pairing. Apabila proses pairing berhasil, perangkat akan menerima data serial dari Android yang dikirimkan melalui aplikasi yang dihasilkan dari penelitian ini. Proses berikutnya adalah pengecekan apakah ada data yang masuk dari aplikasi tersebut, jika tidak maka akan langsung mengirim feedback ke Android, tetapi jika ada data yang masuk maka data tersebut akan dibaca dan diubah menjadi data analog yang kemudian digunakan untuk mengubah kondisi sakelar. Jika proses pengubahan kondisi sakelar sudah selesai, perangkat akan mengirim feedback ke Android dan proses dikembalikan pada keadaan standby. Untuk pembuatan desain aplikasi pada smartphone Android, digunakan metode Unified Modeling Language(UML) yaitu dengan membuat use case diagram dan activity diagram. Use case diagram desain aplikasi Android dapat dilihat pada Gambar 4 dibawah ini.
Gambar 4 Use case Diagram Desain Aplikasi Android
7
Gambar 4 menjelaskan bahwa pengguna dapat melakukan beberapa kontrol yaitu, mematikan sakelar melalui Internet, menghidupkan sakelar melalui Internet, mematikan sakelar melalui Bluetooth dan menghidupkan sakelar melalui Bluetooth. Untuk activity diagram desain aplikasi Android dapat dilihat pada Gambar 5 berikut.
Gambar 5 Activity Diagram Desain Aplikasi Android
Gambar 5 merupakan activity diagram actor pengguna. Pengguna membuka aplikasi pada smartphone Android dan dapat memilih menu yang tersedia, yaitu kontrol menggunakan Bluetooth, kontrol menggunakan Internet dan keluar. Untuk menu menggunakan Bluetooth, pengguna dapat melakukan kontrol berupa mematikan dan menghidupkan sakelar melali Bluetooth, sedangkan untuk menu menggunakan Internet, pengguna dapat melakukan kontrol berupa mematikan dan menghidupkan sakelar melali Internet yang tehubung pada database server. Jika sudah selesai melakukan kontrol, pengguna dapat memilih menu keluar untuk menutup aplikasi. Desain GUI aplikasi Android dapat dilihat pada Gambar 6, Gambar 7 dan Gambar 8.
Gambar 6 Desain GUI Layar Utama Aplikasi Android
8
Pada Gambar 6 dapat dijelaskan bahwa bahwa desain tampilan layar utama pada aplikasi Android terdapat 3 tombol yaitu, tombol Bluetooth, tombol Internet dan tombol exit. Dimana setiap tombol memiliki fungsinya sendiri, tombol Bluetooth berfungsi untuk berpindah menuju GUI Control Via Bluetooth aplikasi Android, tombol Internet berfungsi untuk berpindah menuju GUI Control Via Internet aplikasi Android dan tombol exit berfungsi untuk keluar dari aplikasi. Untuk lebih jelasnya, desain GUI Control Via Bluetooth dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7 Desain GUI Control Via Bluetooth Aplikasi Android
Pada Gambar 7 menunjukkan Desain GUI Control Via Bluetooth Aplikasi Android dengan 11 (sebelas) tombol. Tombol pojok kanan atas adalah tombol koneksi yang menghubungkan atau memutus hubungan antara smartphone Android dengan perangkat microcontroller Arduino UNO melalui Bluetooth. Pada bagian tengah terdapat 8 (delapan) tombol yang dapat digunakan untuk mengontrol kondisi sakelar listrik masing-masing sesuai dengan nomor tombol. Sedangkan pada bagian bawah terdaapat 2 (dua) tombol yang berfungsi untuk mematikan atau menghidupkan semua sakelar.
Gambar 8 Desain GUI Ganti Ikon dan Nama pada Aplikasi Android
Gambar 8 dapat dijelaskan bahwa ikon dan nama tombol dapat diubah dengan cara menekan tombol utama selama 2 (dua) detik tanpa melepaskannya. 9
Pada bagian ini terdapat 3 (tiga) pilihan ikon, tombol Ok digunakan untuk kembali ke tampilan pengontrolan. 4.
Hasil dan Pembahasan
Hasil dari penelitian ini adalah sebuah sistem yang memungkinkan untuk melakukan kontrol dan monitoring sakelar jarak jauh, baik dari dalam rumah maupun ketika sedang bepergian menggunakan smarphone Android. Pengontrolan dapat dilakukan dengan menggunakan Bluetooth maupun Internet sebagai jalur perantaranya. Sehingga dapat memudahkan untuk melakukan kontrol dan monitoring sakelar. Tahap awal pengujian yaitu menyiapkan microcontroller Arduino UNO yang berfungsi sebagai penerima perintah dari modul Bluetooth HC-05 dan modul Ethernet Shield W5100. Microcontroller diprogram terlebih dahulu menggunakan software Arduino IDE dan diisi dengan program Bootloader melalui komputer terlebih dahulu. Untuk pin 0 dan 1 pada microcontroller digunakan untuk proses input / output data dari Bluetooth, sedangkan untuk driver kendali lampu listrik AC maupun DC digunakan pin 2,3,4,5,6,7,8 dan 9. Contoh source code yang diupload ke microcontroller Arduino UNO dapat dilihat pada Kode Program 1 dan Kode Program 2. Berikut adalah kode fungsi pengecekan Bluetooth. Kode Program 1 Fungsi Pengecekan Bluetooth 1. if( Serial.available() >0 ) 2. { 3. val = Serial.read(); 4. int penentu = val; 5. switch(penentu) 6. { 7. case 19: isBluetoothOn = true; 8. break; 9. case 20: val = 0; 10. updateHttp(); 11. delay(2000); 12. isBluetoothOn = false; 13. break; 14. default: break; 15. } 16. }
Kode Program 1 adalah perintah untuk pengecekan perangkat Bluetooth yang terhubung pada microcontroller Arduino, jika ada perangkat yang terhubung maka variabel isBluetooth akan diubah menjadi true, sedangkan jika perangkat Bluetoth tidak terhubung maka variabel isBluetooth akan diubah menjadi false. Untuk melakukan kontrol melalui Internet, dibutuhkan perintah untuk mengambil data yang berada pada server. Perintah tersebut dapat dilihat pada kode program berikut.
10
Kode Program 2 Fungsi Request Data from Server 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34.
void httpRequest() { if (client.connect(server, 80)) { Serial.println("\nconnecting..."); client.println("GET "+ Alamat +" HTTP/1.1"); client.println("Host: "+ Host); client.println(); lastConnectionTime = millis(); } else { Serial.println("connection failed"); } } if (client.available()) { char c = client.read(); if (c == '\n') { c = '-'; } currentLine += c; if (currentLine.endsWith("=rates=")) { readingRates = true; } else if (readingRates) { if (!currentLine.endsWith("=/rates=")){ currRates += c; } else { readingRates = false; currRates = ""; currentLine = ""; } } }
Pada Kode Program 2 dijelaskan bahwa jika microcontroller terhubung pada server maka akan memanggil perintah untuk mengambil data yang ada pada server melalui alamat host yang telah ditentukan. Apabila microcontroller tidak dapat terhubung pada server maka pengambilan data tidak dapat dilakukan. Jika berhasil terhubung pada server, hasil yang didapat dari server akan ditampung pada variabel currentLine. Kemudian data dari variabel currentLine hanya akan diambil bagian yang terdapat diantara karakter =rates= dan =/rates= saja dan akan disimpan pada variabel currRates yang digunakan untuk proses pengontrolan pada sakelar. Setelah selesai mengambil data diantara karakter =rates= dan =/rates=, nilai dari variabel currRates dan currentLine diubah menjadi kosong.
11
Gambar 8 Rangkaian Keseluruhan Alat Pendukung
Gambar 8 menunjukkan rangkaian keseluruhan alat pendukung sehingga dapat dilakukan uji coba sistem. Dalam rangkaian tersebut terdapat microcontroller Arduino UNO, modul Bluetooth HC-05, Ethernet Shield W5100, Relay 8-Ch, Kabel jumper, kabel Ethernet, kabel USB, lampu listrik AC, lampu LED DC, Power Supply Adaptor, stop contact dari listrik PLN dan smartphone Android. Sebelum melakukan uji coba, langkah berikutnya adalah pemasangan aplikasi pada smartphone Android. Pada tahap ini digunakan smartphone Android dengan sistem operasi Lollipop versi 5.5.1. Setelah melakukan pemasangan aplikasi pada smartphone Android, uji coba sistem menggunakan Bluetooth maupun Internet sudah siap dilakukan. Berikut adalah tampilan aplikasi yang sudah terpasang pada smartphone Android.
Gambar 9 GUI Layar Utama Aplikasi Android
Pada Gambar 9 terdapat 3 tombol yaitu, tombol Bluetooth, tombol Internet dan tombol exit. Dimana setiap tombol memiliki fungsinya sendiri, tombol Bluetooth berfungsi untuk berpindah menuju GUI control via Bluetooth pada aplikasi Android, tombol Internet berfungsi untuk berpindah menuju GUI control via Internet pada aplikasi Android dan tombol exit berfungsi untuk keluar dari aplikasi. Ketika dipilih tombol Bluetooth maka tampilan akan berubah menjadi
12
seperti Gambar 10. Sedangkan Ketika dipilih tombol Internet maka tampilan akan berubah menjadi seperti Gambar 11.
Gambar 10 GUI Control Via Bluetooth (A)Disconnected, (B)Connected, (C)Ganti Ikon dan Nama
Gambar 10 menunjukkan tampilan control via Bluetooth pada aplikasi Android. Pada Gambar 10(A) adalah tampilan ketika Bluetooth belum terhubung pada microcontroller Arduino UNO. Gambar 10(B) adalah tampilan ketika Bluetooth sudah terhubung pada microcontroller Arduino UNO. Sedangkan Gambar 10(C) adalah tampilan ketika mengganti ikon atau nama pada salah satu tombol utama. Ketika ditekan tombol kembali, aplikasi akan secara otomatis memutuskan hubungan dengan microcontroller dan akan kembali ke GUI layar utama.
Gambar 11 GUI Control Via Internet (A)Server Off, (B)Server On, (C)Ganti Ikon dan Nama
Gambar 11 menunjukkan tampilan control via Internet pada aplikasi Android. Pada Gambar 10(A) merupakan tampilan ketika Internet belum terhubung server. Gambar 10(B) adalah tampilan ketika Internet terhubung pada server. Sedangkan Gambar 10(C) adalah tampilan ketika mengganti ikon atau nama pada salah satu tombol utama. Tahap uji coba pertama dilakukan dengan mengontrol lampu listrik menggunakan Internet. Pada tahap ini dilakukan pengujian kecepatan internet melalui website speedtest.net sebanyak 10 kali dan didapatkan kecepatan rata-rata 13
ping sebesar 79.7 ms, download speed sebesar 1.25 Mbps dan upload speed sebesar 0.93 Mbps. Selain itu, dilakukan pengecekan besar packet data yang dikirimkan untuk melakukan perintah untuk menghidupkan atau mematikan sakelar ke server menggunakan Wireshark, didapatkan data sebesar 302 byte dan tidak ada packet lost yang terjadi. Gambar 12 adalah contoh gambar yang diambil ketika melakukan pengujian.
Gambar 12 Gambar yang Diambil Ketika Pengujian menggunakan Internet
Pengujian kontrol sakelar melalui Internet dilakukan dengan mengontrol lampu secara random sebanyak 20 kali. Didapatkan hasil sebagai berikut. Tabel 2 Pengontrolan Sakelar Listrik menggunakan Internet No
Lampu yang Dikendalikan
Perintah
Kondisi Lampu
Waktu Jeda (Detik)
Keterangan
1
Lampu 1
On
On
8
Sesuai
2
Lampu 3
On
On
7
Sesuai
3
Lampu 2
On
On
15
Sesuai
4
Lampu 5
On
On
25
Sesuai
5
Lampu 1
Off
Off
13
Sesuai
6
Lampu 6
On
On
16
Sesuai
7
Lampu 7
On
On
17
Sesuai
8
Lampu 3
Off
Off
11
Sesuai
9
Lampu 8
On
On
22
Sesuai
10
Lampu 2
Off
Off
9
Sesuai
11
Lampu 5
Off
Off
14
Sesuai
12
Lampu 6
Off
Off
16
Sesuai
13
Lampu 2
On
On
15
Sesuai
14
Lampu 8
Off
Off
21
Sesuai
15
Lampu 4
On
On
22
Sesuai
16
Lampu 4
Off
Off
19
Sesuai
17
Lampu 7
Off
Off
14
Sesuai
18
Lampu 8
On
On
18
Sesuai
19
Lampu 1
On
On
21
Sesuai
20
Lampu 2
Off
Off
24
Sesuai
Dari Tabel 2 didapatkan hasil yang selalu sesuai, tetapi dengan waktu tanggap yang tidak stabil. Waktu tanggap pengontrolan melalui Internet
14
dipengaruhi oleh kecepatan dan kestabilan koneksi Internet yang ada. Hal ini dapat terjadi karena microcontroller akan merespon dan memberi perintah untuk menghidupkan atau mematikan lampu setelah mendapat data terbaru dari server. Jadi semakin cepat dan stabil koneksi Internet, semakin cepat pula waktu tanggap yang dibutuhkan. Tahap uji coba kedua dilakukan dengan mengontrol lampu listrik menggunakan Bluetooth. Gambar 17 adalah contoh gambar yang diambil ketika melakukan pengujian.
Gambar 17 Gambar yang Diambil Ketika Pengujian menggunakan Bluetooth
Pengujian kontrol sakelar melalui Bluetooth dilakukan dengan mengontrol lampu secara berurutan. Pada tahap ini dilakukan pairing terhadap Bluetooth pada jarak dekat terlebih dahulu, kemudian dilakukan penambahan jarak antara microcontroller Arduino UNO dan smartphone Android. Pengujian juga dilakukan dengan menggunakan tembok sebagai penghalang. Setelah melakukan uji coba kedua didapatkan sebagai berikut. Tabel 3 Pengontrolan Sakelar Listrik menggunakan Bluetooth Tanpa Penghalang Kondisi Lampu Keterangan
Dengan Penghalang Kondisi Lampu Keterangan
No
Jarak
Perintah
Waktu Jeda (Detik)
1
1 meter
On
0,06
On
Sesuai
On
Sesuai
2
2 meter
On
0,07
On
Sesuai
On
Sesuai
3
3 meter
On
0,07
On
Sesuai
On
Sesuai
4
4 meter
On
0,06
On
Sesuai
On
Sesuai
5
5 meter
On
0,08
On
Sesuai
On
Sesuai
6
6 meter
On
0,08
On
Sesuai
On
Sesuai
7
7 meter
On
0,09
On
Sesuai
On
Sesuai
8
8 meter
On
0,09
On
Sesuai
On
Sesuai
9
9 meter
Off
0,08
Off
Sesuai
Off
Sesuai
10
10 meter
Off
0,09
Off
Sesuai
Off
Sesuai
11
11 meter
Off
0,11
Off
Sesuai
On
Tidak Sesuai
12
12 meter
Off
0,09
Off
Sesuai
On
Tidak Sesuai
13
13 meter
Off
-
On
Tidak Sesuai
On
Tidak Sesuai
14
14 meter
Off
-
On
Tidak Sesuai
On
Tidak Sesuai
15
15 meter
Off
-
On
Tidak Sesuai
On
Tidak Sesuai
15
Dari Tabel 3, waktu tanggap cenderung stabil yaitu kurang dari 1 (satu) detik, tetapi dengan hasil yang tidak selalu sesuai. Ketika pengujian dilakukan tanpa penghalang, jarak maksimal pengontrolan adalah 12 meter. Tetapi jika pengujian dilakukan dengan penghalang, jarak maksimal pengontrolan lebih dekat yaitu 10 meter. Hal ini terjadi karena Bluetooth memiliki jarak jangkauan yang terbatas. 5.
Kesimpulan
Sistem yang telah dibangun mampu melakukan pengontrolan dan monitoring sakelar jarak jauh dengan menggunakan perangkat smartphone Android dan microcontroller Arduino UNO. Perangkat smartphone Android yang digunakan harus terpasang aplikasi dari hasil penelitian ini untuk melakukan komunikasi dengan microcontroller Arduino yang terhubung pada rangkaian sakelar listrik. Pada microcontroller Arduino UNO digunakan modul Bluetooth HC-05 dan modul Ethernet Shield W5100. Pada sistem ini digunakan Internet atau Bluetooth sebagai jalur komunikasi antara kedua perangkat tersebut. Berdasarkan hasil pengujian, pengontrolan dapat dilakukan dengan Bluetooth apabila berada pada jarak 12 meter jika tanpa penghalang atau 10 meter jika ada penghalang diantara kedua perangkat. Apabila berada pada jarak yang lebih jauh dan perangkat Bluetooth tidak dapat menjangkau, pengontrolan dapat dilakukan dengan menggunakan Internet. Pengontrolan menggunakan Internet tidak memiliki batas jarak selama kedua perangkat dapat terhubung pada jaringan Internet. Respon pengontrolan melalui Internet dipengaruhi pada kecepatan dan kestabilan Internet pada perangkat itu sendiri. 6.
Daftar Pustaka
[1]
Kominfo, 2015, Indonesia Raksasa Teknologi Digital Asia, https://kominfo.go.id/content/detail/6095/indonesia-raksasa-teknologidigital-asia/0/sorotan_media. Diakses pada 8 Agusutus 2016 Ydhanto, Yudha, 2007, Apa itu IOT (Internet Off Things)?, http://ilmukomputer.org/wp-content/uploads/2015/05/apa-itu-iot-internetof-things.pdf. Diakses pada 1 Juni 2016. Supriyanto, Anggit, 2013, Rancang Bangun Kendali Lampu Menggunakan Mikrokontroler ATMEGA8538 Berbasis Android melalui Bluetooth dan Speech Recognition, Yogyakarta: Sekolah Tinggi Managemen Informatika dan Komputer AMIKOM. Gustaman Arif, Teguh, 2103, Pengendali Pintu Gerbang menggunakan Bluetooth Berbasis Mikrokontroler Atmega 8, Yogyakarta: Universitas Negeri Yogyakarta. Aditya Darmawan, Muhammad, 2014, Smart Home System Memanfaatkan Infrastruktur Web Service dengan Kontrol Berbasis Android, Malang: Universitas Brawijaya.
[2]
[3]
[4]
[5]
16
[6]
[7] [8]
[9]
[10]
Susanto, Tri, 2001, Bluetooth: Teknologi Komunikasi Wireless untuk Layanan Multimedia dengan Jangkauan Terbatas, Elektro Indonesia, 7(36). Artanto, Dian, 2012, Interaksi Arduno dan Labview, Jakarta: PT.Elexmedia komputindo. Djuandi, Feri, 2011, Pengenalan Arduino, http://tobuku.com/docs/Arduino-Pengenalan.pdf. Diakses pada 30 Mei 2016. Lazaridis, Giorgos, 2010, How Relays Work, http://pcbheaven.com/wikipages/How_Relays_Work. Diakses pada 1 Juni 2016. Sugiyono, 2009, Metode Penelitian Bisnis, Bandung: Alfabeta.
17
