SISTEM PENGENDALIAN NYALA LAMPU (irmansyah)
RANCANG BANGUN SISTEM PENGENDALIAN NYALA LAMPU DENGAN MEMANFAATKAN WEB BROWSER SEBAGAI ANTARMUKA DAN MIKROKONTROLER ARDUINO SEBAGAI PENGENDALI DESIGN ON LIGHT CONTROL SYSTEM USING WEB/BROWSER AS INTERFACE AND MICROCONTROLER ARDUINO AS CONTROLLING
Oleh
: Irmansyah, Jurusan Teknik Informatika,Fikom. Universitas Ubudiyah Indonesia
xvii + 44 halaman : 1 tabel, 32 gambar, 3 lampiran
ABSTRAK Sistem penyalaan lampu pada saat ini biasanya dilakukan secara manual yaitu menggunakan saklar listrik sebagai pengontrol untuk menghidupkan dan mematikan lampu namun permasalahan yang sering terjadi adalah saat seseorang meninggalkan rumah dengan kondisi lampu yang belum dimatikan. Pada kondisi tertentu akan terjadi pemborosan energi. Selain itu, kondisi tersebut juga berpotensi terhadap kemungkinan terjadinya arus pendek yang dapat memicu kebakaran rumah. Maka oleh sebab itu solusi yang diperlukan adalah sebuah sistem kontrol yang dapat mengatur nyala lampu dari jarak jauh. Penelitian ini menghasilkan perancangan prototipe sistem pengendalian nyala lampu secara jarak jauh untuk menanggulangi pemborosan energi saat lampu lupa dimatikan. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi solusi untuk mengendalikan nyala lampu secara jarak jauh saat pemilik rumah meninggalkan rumah dalam keadaan kosong. Kata Kunci: Mikrokontroler, Wireless, Arduino Uno.
ABSTRACT The lighting system at this time is usually done manually, using the power switch as a controller to turn on and turn off the lights but the problems that often occurs is when someone leaves home lighting condition that has not been turned off. In certain circumstances would be a waste of energy . Moreover , these conditions are also potentially the possibility of short circuit which may lead to a house fire . So therefore needed a solution that was largely a control system which can adjust the lights from a distance . This research resulted in a prototype design of the flame control system remotely to tackle energy wastage forget when the lights turned off. The result is expected to be a solution to control the lights remotely when homeowners leave the house empty. Keywords : Microcontroller , Wireless , Arduino Uno .
SISTEM PENGENDALIAN NYALA LAMPU (irmansyah)
sebuah sistem kontrol yang dapat
Pendahuluan Kemajuan dan perkembangan dunia
terus
berkembang
dengan
pesat. Kemajuan dan perkembangan dunia ini terjadi di berbagai bidang, baik di bidang ekonomi, sosial budaya,
maupun
eksakta
dan
bidang-bidang
teknologi.
mendorong
Hal
manusia
ini
untuk
menemukan hal-hal yang baru guna mempermudah dan mengoptimalkan
mengatur nyala lampu dari jarak jauh. Pada penelitian ini diusulkan sebuah
prototipe
untuk
mengendalikan nyala lampu. Sistem ini dirancang menggunakan Arduino Uno sebgaai web server dan relay yang terhubung ke sebuah lampu. Semua komponen tersebut dapat dipantau dan dikendalikan melalui halaman web secara realtime.
aktivitas manusia sehari-hari. Sistem penyalaan lampu pada saat ini biasanya dilakukan secara manual yaitu menggunakan saklar listrik
sebagai
pengontrol
menghidupkan
dan
untuk
mematikan
lampu namun permasalahan yang sering terjadi adalah saat seseorang meninggalkan rumah dengan kondisi lampu yang belum dimatikan. Pada kondisi
tertentu
pemborosan kondisi
energi.
tersebut
terhadap
akan
terjadi
Selain
itu,
Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan bahwa saklar lampu konvensional saat ini tidak dapat memberikan solusi yang tepat bagi pengguna yang akan menghidupkan lampu secara jarak jauh. Maka oleh sebab itu dikarenakan hanya teknologi informasi berbasis jaringan komputer yang
dapat
memberikan
solusi
mencapai komputer atau peralatan yang berbasis internet protokol maka
juga
berpotensi
perlu
kemungkinan
terjadinya
menggabungkan sistem saklar lampu
adanya
arus pendek yang dapat memicu
yang
kebakaran rumah.
jaringan komputer.
Berdasarkan
permasalahan
yang dikemukakan di atas diperlukan
dapat
sebuah
diintegrasikan
inovasi
dengan
SISTEM PENGENDALIAN NYALA LAMPU (irmansyah)
Tujuan Penelitian
Metode Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini
Penelitian ini menggunakan
adalah merancang prototipe sistem
metode
pengendalian nyala lampu secara jarak
eksperimen
karena
jauh
pelaksanaannya
meliputi
untuk
menanggulangi
penelitian
kuantitatif dalam analisis
pemborosan energi saat lampu lupa
sistem dan perancangan sistem. Pada
dimatikan.
penelitian ini akan dirancang sebuah prototipe
Batasan Penelitian
saklar
lampu
berbasis
Arduino uno. Peralatan listrik yang penelitian
berada pada sistem dapat dipantau
maka penelitian ini harus dibatasi
dan dimatikan atau dihidupkan dari
yaitu:
jarak jauh melalui web browser.
1. Pengujian prototipe dibangun
Prototipe yang dirancang diharapkan
dalam sebuah jaringan LAN
dapat mengendalikan lampu melalui
(Local Area Network).
melalui
Berdasarkan
2. Prototipe
tujuan
yang
dibangun
3. Perancangan aplikasi browser dengan
bahasa
HTML (Hypertext Markup Language)
dapat
menjadi
Komponen sistem ini terdiri atas
Alat dan Bahan Pada penelitian terdapat alat dan bahan yang digunakan yaitu: 1. Perangkat Keras
Manfaat Penelitian Penelitian
komputer.
ethernet, mikrokontroler dan relay.
hanya untuk satu lampu.
dibangun
jaringan
ini
diharapkan
solusi
untuk
a. Komputer
dengan
spesifikasi
minimal
Dual Core Ram 2Gb b. Minimum
Sistem
mengendalikan nyala lampu secara
Mikrokontroler
jarak
Arduino
jauh
saat
pemilik
rumah
meninggalkan rumah dalam keadaan
mainboard
kosong.
mikrokontroler
sebagai
SISTEM PENGENDALIAN NYALA LAMPU (irmansyah)
c. Ethernet sebagai pengirim
Shield
Adapun tahapan tahapannya sebagai
modul
berikut :
data
ke
jaringan
1. Penentuan Masalah Tahap ini dilakukan untuk
d. Lampu sebagai alat yang akan dikontrol
mencari permasalahan yang berhubungan
e. Breatboard
sebagai
penggunaan
tempat
dimana
dan web
komponen dirangkai f. Relay
sebagai
pengalih
dari
tegangan DC ke AC g. Wireless sebagai
Router perangkat
routing
mikrokontroler
2. Studi Literatur Tahap ini dilakukan untuk mencari
informasi
sehubungan dengan sistemsistem yang telah dibangun menggunakan mikrokontroler.
h. Modem
sebagai
penyedia data internet 2. Perangkat
dengan
Lunak
yang
3. Perancangan Penelitian Terdapat 2 bagian didalam tahap
perancangan
cepat
digunakan adalah Arduino
yaitu :
IDE Sebagai C kompiler
a. Perancangan Hardware Perancangan
Hardware
bertujuan
Alur Penelitian Adapun alur penelitian yang akan
untuk
merancang
dilakukan dapat dilihat pada bagan
peralatan/rangkaian
kotak gambar 3.1 berikut :
pendukung untuk sistem
Menentukan Permasalahan
yang akan dibuat.
Studi Literatur
b. Perancangan Software
Perancangan Penelitian Perancangan Hardware
Perancangan Software Pengujian Sistem
Perancangan dilakukan
Software untuk
Analisa Sistem
Pembuatan Laporan
Gambar 3.1 Alur Penelitian
memudahkan
didalam
pembuatan Software nanti.
SISTEM PENGENDALIAN NYALA LAMPU (irmansyah)
4. Pengujian Sistem
seperti yang terlihat pada Gambar
Pada tahap ini dilakukan
3.2. Ini adalah program sederhana
pengujian
sistem
yang fungsinya adalah membuat
yang telah dirancang, apakah
lampu LED menyala berkedip-kedip.
berjalan
terhadap
atau
tdak
sebua
void setup() {
sistem dengan tujuan yang telah direncanakan.
pinMode(13, OUTPUT); void loop() {
5. Analisa Sistem
digitalWrite(13,
Pada tahap ini dilakukan
digitalWrite(13,
teah dijalakan dengan melihat
delay(1000);
sisi yang akan diukur.
}
6. Pembuatan Laporan tahap
HIGH);
delay(1000);
analisa terhadap sistem yang
Pada
LOW);
Gambar 3.2 Listing Program Blink
ini
adalah
Program pada Gambar 3.2
melakukan laporan penelitian
dapat dijelaskan bahwa program
yang
hasil
terdiri atas 2 fungsi yaitu setup dan
pengujian dan analisa sistem
loop. Pada fungsi setup terdapat
dan
perintah
melingkupi
diakhiri
dengan
kesimpulan.
pinMade(13,OUTPUT)
yaitu inisialisasi port 13 sebagai port keluaran.
Sedangkan
digitalWrite(13,HIGH) Rangkaian ikrokontroler Pengujian dilakukan sistem
}
sistem
dengan
Arduino
adalah
memberikan nilai ON pada port 13. Arduino
memprogram
membuat
Dan melakukan delay(1000) yaitu perlambatan selama 1000 mili detik.
Pin.4
Pengujian sistem Arduino ini
menjadi nilai positif negative 0 dan 1
untuk memastikan bahwa sistem
yang diulang-ulang dengan delay 100
yang digunakan pada penelitian ini
ms. kemudian keluaran tegangan dari
tidak rusak. Sehingga program yang
Pin.4 akan diukur dengan avometer.
ditanamkan
Pengujian selanjutnya adalah dengan menjalankan program Blink
pada
microcontroller
mampu untuk mengontrol sistem seperti yang diharapkan.
SISTEM PENGENDALIAN NYALA LAMPU (irmansyah)
kompatibel dengan SPI MODE 0 dan
Pengujian Rangkaian Relay Pengujian relay dilakukkan
3. Sedangkan supply sebesar 3,3V
dengan cara menghubungkan pin
dengan 5V sebagai I/O. Teradapat
pengendali relay dengan tegangan 5
memori internal sebesar 16 Kb untuk
volt, hal ini bertujuan untuk merubah
Tx / Rx buffer.
relay kondisi aktif. Kemudian ukur
Pengujian
nilai tahanan antara terminal COM
pada
dan
NO
menggunakan
pada
yang
ethernet
melakukan
dilakukan ini
diawali
(Normaly
Open)
dengan
setting
pada
multimeter
digital
alamat IP PC dengan skrip pada
pada kondisi relay “tidak aktif” dan
Gambar
pada kondisi relay “aktif”. Hal yang
codevision untuk meminta alamat IP
sama
untuk
yang akan digunakan ethernet shield.
mengukur tahanan antara terminal
PPPoE, Ethernet. Ethernet Shield ini
#include <EtherShield.h> static uint8_t mymac[6] = { 0x54,0x55,0x58,0x12,0x34,0x56 }; static uint8_t myip[4] = { 0,0,0,0 }; static uint8_t mynetmask[4] = { 0,0,0,0 }; static uint8_t gwip[4] = { 0,0,0,0}; static uint8_t dnsip[4] = { 0,0,0,0 }; static uint8_t dhcpsvrip[4] = { 0,0,0,0 }; #define DHCPLED 6 #define BUFFER_SIZE 750 static uint8_t buf[BUFFER_SIZE+1]; EtherShield es=EtherShield(); uint16_t delayRate = 0; Gambar 3.3 Skrip Pengujian Ethernet
juga memiliki fungsi LED output
jika setting alamat IP pada semua
yang bermacam-macam seperti TX,
hardware sudah selesai maka test
dapat
dilakukan
COM dan NC (Normaly Close).
Pengujian
Rangkaian
Ethernet
Shield Ethernet Shield sebagai salah satu board yang dapat digunakan untuk menghubungkan ke website yang memiliki kompatibilitas dengan hardware TCP/IP protocols : TCP, UDP,
ICMP, IPv4, ARP, IGMP,
RX, Full/Half duplex, Collision,
koneksi
3.3
tersebut.
pada
Jika
software
koneksi
dengan menggunakan ping dapat
Link, dan lain sebagainya. tampak
diakses melalui PC maka dapat
seperti pada Gambar 3.6 di atas.
dilihat bahwa jaringan terkoneksi ke
Selain itu, Ethernet Shield W5100
ethernet.
Ethernet
Shield
SISTEM PENGENDALIAN NYALA LAMPU (irmansyah)
b. Arduino
Pengujian Nyala Lampu Pengujian nyala lampu pada
bertugas
mengeksekusi
sistem dapat dilakukan dengan cara
instruksi yang masuk
berikut:
sehingga
1. User
terhubung
internet
dengan
menggunakan
memberi
dampak visual yaitu
PC
lampu
LED
yang
dan
mati
untuk memberikan perintah
menyala
atau menerima laporan status
pada simulasi yang
lampu.
dilakukan.
User
menuju
localhost.
4. Simulasi
2. http://localhost adalah alamat
terpasang
enam
LED yang mewakili lampu
web server yang menjadi
yang
tampilan untuk lampu pada
menerima
user.
mikrokontroler, dimana hasil
3. Unit
kontrol
berfungsi
sebenarnya
instruksi
yang
sinyal
dari
dari
user
akan
mengolah seluruh instruksi
mengubah
dan
sesuai dengan perintah yang
juga
sebagai
pusat
kendali untuk seluruh sistem. Komponen
lampu
diberikan.
kontrol
5. Ketika lampu sudah sesuai
berupa Ethernet shield dan
dengan perintah, maka lampu
mikrokontroler.
akan
tugas
atau
unit
keadaan
Adapun fungsi
pada
memberikan
feedback
terhadap
respon kondisi
komponen pada unit kontrol
lampu (hanya pada lampu 1)
sebagai berikut :
dan menjadi alat bantu visual
a. Ethernet
Shield
merupakan perangkat keras yang berfungsi sebagai
jembatan
untuk menunjukan perubahan status pada LED. 6. Dimana
respon
tersebut
dibaca oleh mikrokontroler
mikrokontroler
yang dihubungkan dengan
mendapatkan jaringan
Ethernet untuk dikirimkan ke
komputer.
tampilan
web
agar
user
SISTEM PENGENDALIAN NYALA LAMPU (irmansyah)
mendapatkan status keadaan
menyimpan beberapa karakter HTTP
lampu.
request message. Setelah akhir dari HTTP request message yang berupa sebuah
Perancangan Sistem Pada
perancangan
pengendalian jaringan
lampu
komputer
sistem berbasis
dapat
dilihat
baris
kosong
diterima,
perangkat akan mencari perintah yang
valid
dari
HTTP
request
message yang disimpan tadi dan
melalui blok diagram sistem yang
mengontrol
relay
sesuai
dapat dilihat pada Gambar 3.4.
perintah
tersebut.
perangkat
mengirimkan
dengan
Kemudian HTTP
respond message dan halaman web
WEB BROWSER
KOMPUTER
ETHERNET
LAMPU
RELAY
MIKROKONTROLER
yang menampilkan status dan tombol
Gambar 3.4 Diagram Blog Sistem Berdasarkan blok
diagram
untuk mengatur peralatan listrik ke web browser (Client).
diatas, urutan kerja dari perangkat dapat dijelaskan sebagai berikut. Ketika
perangkat
dihidupkan,
Prototype Sistem Prototipe yang akan dibangun
ke
dapat dilihat pada Gambar 3.5. pada
jaringan komputer dan mengecek
gambar tersebut terdapat 3 rangkaian
apakah ada Client yang meminta
yaitu
untuk dilayani. Client dalam hal ini
Mikrokontroler dan driver Relay.
perangkat
adalah
akan
terhubung
web
browser,
rangkaian
ethernet,
akan
melakukan permintaan ke perangkan ketika pengguna memasukkan alamat IP perangkat ke address bar pada web browser. Jika ada Client yang ingin dilayani maka perangkat akan memulai koneksi
dan
menerima
HTTP request message yang dikirim oleh
Client.
Perangkat
akan
Gambar 3.5 Rangkaian Prototipe sistem Sumber : Andrian (2012), Wismoyo (2010) dan Yuli (2008)
SISTEM PENGENDALIAN NYALA LAMPU (irmansyah)
Ethernet
berfungsi
menerima
data instruksi dikirimkan ke port
data dari komputer dan data yang
jaringan
telah
ke
komputer serta menuju switch hub.
mikrokontroler melalui port output
Data dari switch hub dikirimkan ke
D2, D3, D5 dan D6. Data yang telah
ke ethernet mikrokontroler. Data
diolah dimikrokontroler di alirkan ke
intsruksi
rangkaian driver relay melalui port
dapat diolah oleh mikrokontroler dan
output D0.
dikeluarkan ke modul relay untuk
diterima
dikirimkan
Langkah-langkah dalam proses pembuatan prototipe diawali dengan: 1. Rangkaian
Ethernet,
yang
yang
terdapat
diterima
pada
ethernet
menghidupkan lampu. Daya lampu diberikan
dari
PLN
yang
didistribusikan dari PLN.
mikrokontroler dan rangkaian relay digabung. 2. Penulisan
Hasil Dan Pembahasan
program
dan
Pada bab ini akan dibahas
diupload ke mikrokontroler
tentang
dengan
perancangan dari sistem yang dibuat.
menggunakan
aplikasi
Arduino
IDE
C
Compiler.
pengujian
Pengujian
untuk
dan untuk mengetahui apakah sistem sudah
MIKRO KONTROLER
dilakukan
mengetahui kemampuan dari sistem
3. Pengujian sistem prototipe. ETHERNET SHIELD
ini
berdasarkan
RELAY
berjalan
sesuai
dengan
LAMPU
perencanaan.
PAPAN / BOX
Hasil Pengujian Perangkat Keras KOMPUTER
Pada keras
BROWSER
Gambar 3.6 Gambaran sistem Gambaran sistem yang akan
pengujian
dilakukan
perangkat
dengan
cara
mengukur tegangan masukan dan tegangan
keluaran
pada
blok
dikembangkan dapat dilihat pada
rangkaian alat tersebut. Pengujian
Gambar
perangkat keras dilakukan pada blok
sebagai
3.6
dengan
berikut,
penjelasan pengguna
menghidupkan lampu dari browser,
rangkaian alat yang meliputi:
SISTEM PENGENDALIAN NYALA LAMPU (irmansyah)
1. Mikrokontroler Arduino Uno 2. Ethernet 3. Relay
Hasil Pengujian Ethernet Shield
Gambar 4.2 Windows IP Konfigurasi
Komunikasi Arduino dengan Ethernet shield dilakukan secara
Pengujian rangkaian ethernet
serial. Penambahan modul Ethernet
shield
shield memanfaatkan pin 10,11,12,13
dilakukan dengan menempatkan kaki
seperti yang terlihat pada Gambar
– kaki keduanya sesuai shieldnya.
4.1. Pada penelitian ini Ethernet
Hasil pengujian ping dari komputer
shield
ke
diprogram
menggunakan
bahasa C dengan bantuan library
dengan
ethernet
arduino
dapat
dilihat
dapat
pada
Gambar 4.3.
SPI.h dan Ethernet.h.
Gambar 4.1 Pengujian Rangkaian
Gambar 4.3 Hasil Ping ke Ethernet Selanjutnya pengujian script
Arduino dengan Ethernet Shield
HTML yang ditanamkan ke Ethernet
W5100 Penambahan Ethernet shield
seperti yang terlihat pada Gambar
dimaksudkan agar tag html dapat
4.4. Skrip HTML pada Gambar 4.4
diakses melalui komputer kapan pun
dapat
dan dimanapun asalkan area masih
clinet.println(“HTTP/1.1 200 OK”)
terjangkau oleh jaringan LAN. Untuk
dan
melihat IP Address Ethernet LAN
Text/html) sebagai perintah bahwa
dapat
skrip
diakses
melalui
jendela
dijelaskan
bahwa
client.println(“Content-Type:
selanjutnya
diinisialisasi
windows IP configuration seperti
sebagai bahasa HTML. Sedangkan
yang terlihat pada Gambar 4.2.
skrip sebagai pembuka awal tag HTML, sebagai
SISTEM PENGENDALIAN NYALA LAMPU (irmansyah)
header untuk menampilkan tulisan header pada Browser dalam bentuk tampilan text “TEST HTML DARI ETHERNET”. Sedangkan sebagai akhir dari tampilan header. Header akan berfungsi sebagai tanda pengenal pada halaman yang akan ada
buat.
Untuk
Gambar 4.4 Skrip HTML pada Ethernet Shield
mendifinisikan
header dalam tag HTML maka ada
sedangkan hasilnya berupa
harus menambahkan dan
tampilan web dengan mengakses
.
4.5.
tampilan dapat menuliskan berbagai teks yang ingin ditampilkan pada halaman web. untuk mendefinisikan body harus diketikan tag dan
header.
bgcolor adalah memberikan perintah warna latar belakang dalam bentuk warna biru muda. Sedangkan