RANCANG BANGUN SISTEM PENGENDALIAN NYALA LAMPU DENGAN MEMANFAATKAN WEB BROWSER SEBAGAI ANTARMUKA DAN MIKROKONTROLER ARDUINO SEBAGAI PENGENDALI SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat-syarat Guna memperoleh gelar Sarjana Komputer Universitas Ubudiyah Indonesia
Oleh Nama Nim
: IRMANSYAH : 11111068
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS ILMU KOMPUTER UNIVERSITAS UBUDIYAH INDONESIA BANDA ACEH 2016
Lembar Pernyataan
LEMBAR PERNYATAAN Saya menyatakan bahwa skripsi /KTI yang saya susun, sebagai syarat memperoleh gelar sarjana / Ahli Madia merupakan hasil karya tulis saya sendiri. Adapun bagian – bagian tertentu dalam penulisan skripsi ini yang saya kutip dari hasil karya orang lain telah dituliskan sumbernya secara jelas sesuai dengan norma, kaidah, dan etika penulisan ilmiah. Saya bersedia menerima sanksi pencabutan gelar akademik yang saya peroleh dan sanksi-sanksi lainnya sesuai dengan peraturan yang berlaku, apabila dikemudian hari ditemukan adanya plagiat dalam skripsi ini. Banda Aceh, 02 Agustus 2016 Irmansyah 11111068
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 .
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ........................................................................................ LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................. LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................. LEMBAR PERNYATAAN .............................................................................. ABSTRAK ......................................................................................................... ABSTRACT ....................................................................................................... KATA PENGANTAR....................................................................................... DAFTAR ISI ..................................................................................................... DAFTAR GAMBAR......................................................................................... DAFTAR TABEL .............................................................................................
i ii iii iv v vi vii viii ix x
BAB I
PENDAHULUAN ........................................................................... 1.1 Latar Belakang ....................................................................... 1.2 Rumusan Masalah .................................................................... 1.3 Tujuan Penelitian ..................................................................... 1.4 Batasan Penelitian .................................................................... 1.5 Manfaat Penelitian ................................................................... 1.6 Keaslian Penelitian...................................................................
1 1 1 1 2 2 2
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA ................................................................. 2.1 Mikrokontroler ......................................................................... 2.2 Jenis-jenis Mikrokontroler ....................................................... 2.3 Arduino .................................................................................... 2.3.1 Fitur Arduino.................................................................. 2.3.2 Sumber Daya dan Pin Tegangan Arduino...................... 2.3.3 Memori Program Arduino.............................................. 2.4 Bahasa Pemrograman Arduino ................................................ 2.5 Arduino Development Environment ........................................ 2.6 Ethernet Shield ......................................................................... 2.7 Rangkaian Pengendali Relay ................................................... 2.8 Web .......................................................................................... 2.9 Web Browser............................................................................ 2.10 HTML ...................................................................................... 2.11 Relay ........................................................................................ 2.12 Perangkat Router Wireless....................................................... 2.13 Perangkat Modem ....................................................................
3 3 6 7 8 11 12 14 14 16 17 19 19 19 20 21 21
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN ................................................... 3.1 Metode Penelitian .................................................................... 3.1.1 Alat dan Bahan............................................................. 3.2 Alur penelitian.......................................................................... 3.3 Pengujian Sistem...................................................................... 3.3.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler .......................... 3.3.2 Pengujian Rangkaian Relay .........................................
23 23 23 23 25 25 26
3.3.3 Pengujian Rangkaian Ethernet Shield.......................... 3.3.4 Pengujian Nyala Lampu............................................... 3.4 Perancangan Sistem ................................................................. 3.5 Prototipe Sistem .......................................................................
26 27 28 29
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................... 4.1 Pengujian Perangkat Keras .................................................... 4.2 Pengujian Ethernet Shield ........................................................ 4.3 Pengujian Mikrokontroler Arduino.......................................... 4.4 Pengujian Relay ....................................................................... 4.5 Rangkaian Sistem Pengontrolan Nyala Lampu........................ 4.6 Hasil Pengujian Keseluruhan Rangkaian Sistem .....................
31 31 31 34 36 37 38
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................... 5.1 Kesimpulan ............................................................................ 5.2 Saran ......................................................................................
40 40 40
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... LAMPIRAN....................................................................................................... 6.1 Biodata .................................................................................... 6.2 Lembar Konsul Bimbingan ..................................................... 6.3 Surat izin penelitian .................................................................
41 42 42 43 44
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1
Blok Diagram Arduino Blok.......................................................
8
Gambar 2.2
Arduino Board.............................................................................
9
Gambar 2.3
Konfigurasi Bus SPI untuk Ethernet Shield................................
11
Gambar 2.4
Peta Memori Program ATMEGA328 .........................................
13
Gambar 2.5
Peta memori Data ATMEGA328................................................
13
Gambar 2.6
Arduino Development Environmnet ...........................................
14
Gambar 2.7
Ethernet Shield ............................................................................
18
Gambar 2.8
Rangkaian Relay .........................................................................
18
Gambar 2.9
Rangkaian Keseluruhan ..............................................................
19
Gambar 2.10 Ilustrasi Relay..............................................................................
20
Gambar 2.11 Jenis-jenis relay...........................................................................
20
Gambar 2.12 Wireless Router...........................................................................
21
Gambar 2.13 Modem ........................................................................................
22
Gambar 3.1
Alur Penelitian ............................................................................
24
Gambar 3.2
Listing Program Blink.................................................................
25
Gambar 3.3
Skrip Pengujian Ethernet.............................................................
27
Gambar 3.4
Diagram Blog Sistem ..................................................................
28
Gambar 3.5
Rangkaian Protipe Sistem ...........................................................
29
Gambar 3.6
Gambaran Sistem .......................................................................
30
Gambar 4.1
Pengujian Rangkaian Arduino dengan Ethernet .........................
31
Gambar 4.2
Windows IP Konfigurasi.............................................................
32
Gambar 4.3
Hasil Ping ke Ethernet.................................................................
32
Gambar 4.4
Skrip HTML pada Ethernet Shield .............................................
33
Gambar 4.5
Hasil Pengujian Skrip HTML Ethernet pada Browser................
34
Gambar 4.6
Skematik Pengujian.....................................................................
35
Gambar 4.7
Program Pengujian Arduino........................................................
35
Gambar 4.8
Hasil Pengujian Blink Test .........................................................
36
Gambar 4.9
Modul Relay................................................................................
36
Gambar 4.10 Konstruksi Prototipe Sistem dengan web ...................................
37
Gambar 4.11 Website menu sistem penyalaan lampu berbasis LAN ...............
38
Gambar 4.12 Hasil memilih lampu nyala pada browser...................................
38
Gambar 4.13 Hasil memilih lampu padam pada Browser ................................
39
Gambar 4.14 Hasil semua rangkaian ................................................................
39
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 4.1 Pengujian Relay ................................................................................
2
Tabel 4.1 Pengujian Relay ................................................................................
37
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kemajuan dan perkembangan dunia terus berkembang dengan pesat. Kemajuan dan perkembangan dunia ini terjadi di berbagai bidang, baik di bidang ekonomi, sosial budaya, maupun bidang-bidang eksakta dan teknologi. Hal ini mendorong manusia untuk menemukan hal-hal yang baru guna mempermudah dan mengoptimalkan aktivitas manusia sehari-hari. 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. Berdasarkan permasalahan yang dikemukakan di atas diperlukan sebuah sistem kontrol yang dapat 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.
1.2 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 perlu adanya sebuah inovasi menggabungkan sistem saklar lampu yang dapat diintegrasikan dengan jaringan komputer.
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah merancang prototipe sistem pengendalian nyala lampu secara jarak jauh untuk menanggulangi pemborosan energi saat lampu lupa dimatikan.
1.4 Batasan Penelitian Berdasarkan tujuan penelitian maka penelitian ini harus dibatasi yaitu: 1. Pengujian prototipe dibangun dalam sebuah jaringan LAN (Local Area Network). 2. Prototipe yang dibangun hanya untuk satu lampu. 3. Perancangan aplikasi browser dibangun dengan bahasa HTML (Hypertext Markup Language)
1.5 Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat menjadi solusi untuk mengendalikan nyala lampu secara jarak jauh saat pemilik rumah meninggalkan rumah dalam keadaan kosong.
1.6 Keaslian Penelitian Untuk melihat jejak penelitian terkain maka peneliti membuat ringkasan jejak penelitian dalam bentuk seperti yang terlihat pada Tabel 1.1. Tabel 1.1 Keaslian Penelitian No
Judul
Peneliti
Hasil di capai
dan Tahun 1.
perancangan lampu
Iswandi
Pada penelitian ini lampu akan
taman otomatis
(2012)
hidup jika keadaan penerangan
menggunakan Sensor
dalam kondisi redup atau gelap baik
LDR dan mikrokontroler
dalam malam maupun dalam
ATMEGA8
keadaaan mendung yang mendekati
batas keredupan yang diset ke sistem. 2.
pembuatan sistem
Iswanto
Pada penelitian
lampu penghangat
(2012)
hidup
jika
ini
lampu
keadaan
akan
penerangan
kandang ayam
dalam kondisi redup atau gelap baik
menggunakan
dalam
ATMEGA16
keadaaan mendung yang mendekati
malam
maupun
dalam
batas keredupan yang diset ke sistem. 3
pembuatan lampu anti
Bambang
Sistem ini bekerja pada saat pencuri
maling berbasis
(2011)
mendobrak pintu atau jendela maka
mikrokontroler MCS51
lampu
akan
hidup
dan
berbunyi.
Dari
ketiga
penelitian
diatas
terdapat
kesamaan
bahan
yaitu
mikrokontroler berjenis ATMEGA sedangkan sistem kontrol otomatisnya bekerja pada saat sensor terkena respon. Akan tetapi dalam beberapa penelitian diatas tidak disinggung tentang penyalaan lampu secara jarak jauh melalui jaringan LAN. Maka oleh sebab itu penulis akan mengusulkan penelitian “Rancang Bangun Sistem Pengendalin Nyala Lampu dengan Memanfaatkan Web Browser sebagai Antarmuka dan Mikrokontroler ATMEGA128 sebagai Pengendali.
alarm
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mikrocontroller Mikrocontroller adalah sebuah sistem mikroprosesor lengkap yang terkandung di dalam sebuah Chip. Mikrocontroller berbeda dari mikroprosesor serba guna yang digunakan dalam sebuah PC, karena sebuah Mikrocontroller umumnya telah berisi komponen pendukung sistem minimal mikroprosesor, yakni memori dan antarmuka Input/Output. Mikrocontroller adalah salah satu dari bagian dasar dari suatu sistem komputer. Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu komputer pribadi dan komputer mainframe, Mikrocontroller dibangun dari elemen-elemen dasar yang sama. Secara sederhana, komputer akan menghasilkan Output spesifik berdasarkan Inputan yang diterima dan program yang dikerjakan (Malik,2011:12). Seperti
umumnya
komputer,
Mikrocontroller
adalah
alat
yang
mengerjakan instruksi-instruksi yang diberikan kepadanya. Artinya, bagian terpenting dan utama dari suatu sistem terkomputerisasi adalah program itu sendiri yang dibuat oleh seorang programmer. Program ini menginstruksikan komputer untuk melakukan jalinan yang panjang dari aksi-aksi sederhana untuk melakukan tugas yang lebih kompleks yang diinginkan oleh programmer. Sistem Mikrocontroller secara umum (Malik, 2011:23) terdiri dari: 1. Sistem Input Komputer yaitu Piranti Input menyediakan informasi kepada sistem komputer dari dunia luar. Dalam sistem komputer pribadi, piranti Input
yang
paling
umum
adalah
keyboard.
Komputer
mainframe
menggunakan keyboard dan pembaca kartu berlubang sebagai piranti Inputnya. Sistem dengan Mikrocontroller umumnya menggunakan piranti Input yang jauh lebih kecil seperti saklar atau keypad kecil. Hampir semua Input Mikrocontroller hanya dapat memproses sinyal Input Digital dengan tegangan yang sama dengan tegangan logika dari sumber. Level nol disebut dengan VSS dan tegangan positif sumber (VDD) umumnya adalah 5 volt. Padahal dalam dunia nyata terdapat banyak sinyal Analog atau sinyal dengan
tegangan level yang bervariasi. Karena itu ada piranti Input yang mengkonversikan sinyal Analog menjadi sinyal Digital sehingga komputer bisa mengerti dan menggunakannya. Ada beberapa Mikrocontroller yang dilengkapi dengan piranti konversi ini, yang disebut dengan ADC, dalam satu rangkaian terpadu. 2. Sistem
Output
Komputer
yaitu
Piranti
Output
digunakan
untuk
berkomunikasi informasi maupun aksi dari sistem komputer dengan dunia luar. Dalam sistem komputer pribadi (PC), piranti Output yang umum adalah monitor CRT. Sedangkan sistem Mikrocontroller mempunyai Output yang jauh lebih sederhana seperti lampu indikator atau Beeper. Frasa kontroler dari kata Mikrocontroller memberikan penegasan bahwa alat ini mengontrol sesuatu. Mikrocontroller atau komputer mengolah sinyal secara Digital, sehingga untuk dapat memberikan Output Analog diperlukan proses konversi dari sinyal Digital menjadi Analog. Piranti yang dapat melakukan konversi ini disebut dengan DAC (Digital to Analog Converter). 3. CPU (Central Processing Unit) yaitu CPU adalah otak dari sistem komputer. Pekerjaan utama dari CPU adalah mengerjakan program yang terdiri atas instruksi-instruksi yang diprogram oleh programmer. Suatu program komputer akan menginstruksikan CPU untuk membaca informasi dari piranti Input, membaca informasi dari dan menulis informasi ke memori, dan untuk menulis informasi ke Output. Dalam Mikrocontroller umumnya hanya ada satu program yang bekerja dalam suatu aplikasi. CPU M68HC05 mengenali hanya 60 instruksi yang berbeda. Karena itu sistem komputer ini sangat cocok dijadikan model untuk mempelajari dasar dari operasi komputer karena dimungkinkan untuk menelaah setiap operasi yang dikerjakan. 4. Clock dan Memori Komputer yaitu Sistem komputer menggunakan osilator clock untuk memicu CPU mengerjakan satu instruksi ke instruksi berikutnya dalam alur yang berurutan. Setiap langkah kecil dari operasi Mikrocontroller memakan waktu satu atau beberapa clock untuk melakukannya. Ada beberapa macam tipe dari memori komputer yang digunakan untuk beberapa tujuan yang berbeda dalam sistem komputer. Tipe dasar yang sering ditemui dalam Mikrocontroller adalah ROM (Read Only Memory) dan RAM (Random
Access Memory). ROM digunakan sebagai media penyimpan program dandata permanen yang tidak boleh berubah meskipun tidak ada tegangan yang diberikan pada Mikrocontroller. RAM digunakan sebagai tempat penyimpan data sementara dan hasil kalkulasi selama proses operasi. Beberapa Mikrocontroller mengikutsertakan tipe lain dari memori seperti EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). 5. Program Komputer yaitu Program digambarkan sebagai awan karena sebenarnya program adalah hasil imajinasi seorang programmer. Komponen utama dari program adalah instruksi-instruksi dari instruksi set CPU. Program disimpan dalam memori dalam sistem komputer di mana mereka dapat secara berurutan dikerjakan oleh CPU.
2.2 Jenis-Jenis Mikrocontroller Menueurt David (2011:2) bahwa Mikrocontroller memiliki jenis yag berbeda -beda dan sangat banyak variasi yang terdapat dipasaran yang sering digunakan dan banyak terdapat di pasaran adalah sebagai berikut. 1. AMCC: Hingga Mei 2004, Mikrocontroller ini masih dikembangkan dan dipasarkan oleh IBM, hingga kemudian keluarga 4xx dijual ke Applied Micro Circuits Corporation. Type yang dikeluarkan adalah a. 403 PowerPC CPU (PPC 403GCX) b. 405 PowerPC CPU (PPC 405EP, PPC 405GP/CR, PPC 405GPr, PPC NPe405H/L) c. 440 PowerPC Book-E CPU (PPC 440GP, PPC 440GX, PPC 440EP/EPx/GRx, PPC 440SP/SPe) 2. ATMEL a. Atmel AT91 series (ARM THUMB architecture) b. AT90, Tiny & Mega series – AVR (Atmel Norway design) c. Atmel AT89 series (Intel 8051/MCS51 architecture) d. MARC4 3. Cypress MicroSystems seperti CY8C2xxxx (PSoC)
4. Freescale
Semiconductor
dikembangkan
dan
:
Hingga
dipasarkan
2004,
oleh
Mikrocontroller
Motorola,
yang
ini divisi
semikonduktornya dilepas untuk mempermudah pengembangan Freescale Semiconductor. a. 8-bit (68HC05 (CPU05), 68HC08 (CPU08), 68HC11 (CPU11)) b. 16-bit (68HC12 (CPU12), 68HC16 (CPU16), Freescale DSP56800 (DSPcontroller)) c. 16-bit
(Freescale
683XX
(CPU16),
MPC500,
MPC
860
(PowerQUICC), MPC 8240/8250 (PowerQUICC II) Ada banyak mikrokontroller yang dirancang oleh produsen sebagai sarana hobi. Biasanya mikrokontroller seperti ini dimuati interpreter BASIC, dihubungkan ke bagian Dual Inline Pin bersama power regulator dan beberapa fasilitas lain. PICs sepertinya sangat popular untuk jenis ini, barangkali karena adanya perlindungan terhadap listrik statis. Atmel AVR adalah jenis Mikrocontroller yang paling sering dipakai dalam bidang elektronika dan instrumentasi. Mikrocontroller AVR ini memiliki arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computing) delapan bit, di mana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16 bits word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu ) siklus clock. Nama AVR sendiri berasal dari "Alf (Egil Bogen) and Vegard (Wollan) 's Risc processor" dimana Alf Egil Bogen dan Vegard Wollan adalah dua penemu berkebangsaan Norwegia yang menemukan mikrokontroller AVR yang kemudian diproduksi oleh Atmel. Beberapa produk AVR yang sering digunakan terutama pada penelitian mahasiswa adalah ATMEGA168 dan ATMEGA8535
2.3 Arduino Arduino adalah platform pembuatan prototipe elektronik yang bersifat open-source hardware yang berdasarkan pada perangkat keras dan perangkat lunak yang fleksibel dan mudah digunakan. Arduino ditujukan bagi para seniman, desainer, dan siapapun yang tertarik dalam menciptakan objek atau lingkungan yang interaktif. (Lingga, 2013:12).
Arduino pada awalnya dikembangkan di Ivrea, Italia. Nama Arduino adalah sebuah nama maskulin yang berarti teman yang kuat. Platform arduino terdiri dari arduino board, shield, bahasa pemrograman arduino, dan arduino development environment. Arduino board biasanya memiliki sebuah chip dasar Mikrocontroller Atmel AVR ATmega8 berikut turunannya. Blok diagram arduino board yang sudah disederhanakan dapat dilihat pada Gambar 2.1. Shield adalah sebuah papan yang dapat dipasang diatas arduino board untuk menambah kemampuan dari arduino board. Bahasa pemrograman arduino adalah bahasa pemrograman yang umum digunakan untuk membuat perangkat lunak yang ditanamkan pada arduino board. Bahasa pemrograman arduino mirip dengan bahasa pemrograman C++.
Gambar 2.1 Blok Diagram Arduino Board Sumber: Lingga, 2013:12 Arduino Development Environment adalah perangkat lunak yang digunakan untuk menulis dan meng-compile program untuk arduino. Arduino Development Environment juga digunakan untuk meng-upload program yang sudah di-compile ke memori program arduino board.
2.3.1 Fitur Arduino Arduino Uno adalah arduino board yang menggunakan Mikrocontroller ATmega328. Arduino Uno memiliki 14 pin digital (6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah 16 MHz osilator kristal, sebuah koneksi USB, sebuah konektor sumber tegangan, sebuah header ICSP, dan sebuah tombol uino Uno memuat segala hal yang dibutuhkan untuk mendukung sebuah Mikrocontroller. Hanya dengan menhubungkannya ke sebuah komputer melalui USB atau memberikan tegangan DC dari baterai atau adaptor AC ke DC sudah
dapat membuanya bekerja. Arduino Uno menggunakan ATmega16U2 yang diprogram sebagai USB-to-serial converter untuk komunikasi serial ke computer melalui port USB. Tampak atas dari arduino uno dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2. Arduino Board Sumber: Iswanto (2011:34) Komponen utama di dalam papan Arduino adalah sebuah microcontroller 8 bit dengan merk ATmega yang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation. Berbagai papan Arduino menggunakan tipe ATmega yang berbeda-beda tergantung dari spesifikasinya, sebagai contoh Arduino Uno menggunakan ATmega328 sedangkan Arduino Mega 2560 yang lebih canggih menggunakan ATmega2560. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi
dari
hardware, bahasa
pemrograman dan
Integrated
Development Environment (IDE) yang canggih. Menurut Iswanto (2011:34) bahwa Board Arduino Uno atau Atmega328 memiliki fitur-fitur baru sebagai berikut 1,0 pinout: tambah SDA dan SCL pin yang dekat ke pin aref dan dua pin baru lainnya ditempatkan dekat ke pin RESET, dengan IO REF yang memungkinkan sebagai buffer untuk beradaptasi dengan tegangan yang disediakan dari board sistem. Pengembangannya, sistem akan lebih kompatibel dengan Prosesor yang menggunakan AVR, yang beroperasi dengan 5V dan dengan Arduino Karena yang beroperasi dengan 3.3V. Yang kedua adalah pin tidak terhubung, yang disediakan untuk tujuan pengembangannya. Arduino Uno ini memiliki 16 KB dengan 0,5 KB digunakan untuk loading file. Ia juga memiliki 2 KB dari SRAM dan 1 KB dari EEPROM
Masing-masing dari 14 pin Digital pada Uno dapat digunakan sebagai Input atau Output, menggunakan fungsi pinMode(), DigitalWrite(), dan DigitalRead(). Mereka beroperasi di 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima maksimum 40 mA dan memiliki resistor pull-up internal dari 20-50 KΩ. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus: 1. Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan (TX) data TTL serial. Pin ini terhubung ke pin yang sesuai dari Chip ATmega8U2 USB-to-Serial TTL. 2. Eksternal Interupsi: 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu interupsi pada nilai yang rendah, tepi naik atau jatuh, atau perubahan nilai. Lihat attachInterrupt () fungsi untuk rincian. 3. PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan 8-bit Output PWM dengan AnalogWrite () fungsi. 4. SPI: 10 (SS), 11 (mosi), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mendukung komunikasi SPI menggunakan perpustakaan SPI. 5. LED: 13. Ada built-in LED terhubung ke pin Digital 13. Ketika pin adalah nilai TINGGI, LED menyala, ketika pin adalah RENDAH, itu off. Uno memiliki 6 Input Analog, diberi label A0 melalui A5, masing-masing menyediakan 10 bit resolusi yaitu 1024 nilai yang berbeda. Secara default sistem mengukur dari tanah sampai 5 volt. Arduino Uno memiliki 6 masukan analog yang diberi label A0 sampai A5, setiap pin menyediakan resolusi sebanyak 10 bit (1024 nilai yang berbeda). Secara default pin mengukur nilai tegangan dari ground (0V) hingga 5V, walaupun begitu dimungkinkan untuk mengganti nilai batas atas dengan menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference(). Sebagai tambahan beberapa pin masukan analog memiliki fungsi khusus yaitu pin A4 (SDA) dan pin A5 (SCL) yang digunakan untuk komunikasi Two Wire Interface (TWI) atau Inter Integrated Circuit (I2C) dengan menggunakan Wire library. Arduino uno berkomunikasi dengan ethernet shield menggunakan bus SPI. Komunikasi SPI ini diatur oleh library SPI.h dan Ethernet.h. Bus SPI pada Arduino uno menggunakan Pin digital 11, 12 dan 13. Konfigurasi bus SPI pada Arduino uno untuk berkomunikasi dengan ethernet shield dapat dilihat pada
Gambar 2.3. Pin-Pin Arduino uno yang dipakai untuk berkomunikasi dengan ethernet shield tidak dapat digunakan untuk kemperluan yang lain.
Gambar 2.3 Konfigurasi Bus SPI Untuk Ethernet Shield Sumber: www.robomark.com 2.3.2 Sumber Daya dan Pin Tegangan Arduino Uno Arduino uno dapat diberi daya melalui koneksi USB (Universal Serial Bus) atau melalui power supply eksternal. Jika arduino uno dihubungkan ke kedua sumber daya tersebut secara bersamaan maka arduino uno akan memilih salah satu sumber daya secara otomatis untuk digunakan. Power supplay external (yang bukan melalui USB) dapat berasal dari adaptor AC ke DC atau baterai. Adaptor dapat dihubungkan ke soket power pada arduino uno. Jika menggunakan baterai, ujung kabel yang dibubungkan ke baterai dimasukkan kedalam pin GND dan Vin yang berada pada konektor POWER. Arduino uno dapat beroperasi pada tegangan 6 sampai 20 volt. Jika arduino uno diberi tegangan di bawah 7 volt, maka pin 5V akan menyediakan tegangan di bawah 5 volt dan arduino uno munkin bekerja tidak stabil. Jika diberikan tegangan melebihi 12 volt, penstabil tegangan kemungkinan akan menjadi terlalu panas dan merusak arduino uno. Tegangan rekomendasi yang diberikan ke arduino uno berkisar antara 7 sampai 12 volt. Pin-pin tegangan pada arduino uno adalah sebagai berikut: 1. Vin adalah pin untuk mengalirkan sumber tegangan ke arduino uno ketika menggunakan sumber daya eksternal (selain dari koneksi USB
atau sumber daya yang teregulasi lainnya). Sumber tegangan juga dapat disediakan melalui pin ini jika sumber daya yang digunakan untuk arduino uno dialirkan melalui soket power. 2. 5V adalah pin yang menyediakan tegangan teregulasi sebesar 5 volt berasal dari regulator tegangan pada arduino uno. 3. 3V3 adalah pin yang meyediakan tegangan teregulasi sebesar 3,3 volt berasal dari regulator tegangan pada arduino uno. 4. GND adalah pin ground.
2.3.3 Memori Program Arduino Uno Menurut Bejo (2011:09) bahwa, Arduino Uno adalah arduino board yang menggunakan Mikrocontroller ATmega328. Maka peta memori arduino uno sama dengan peta memori pada Mikrocontroller ATmega328 ATMega328 memiliki 32K byte On-chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Memori flash dibagi kedalam dua bagian, yaitu bagian program bootloader dan aplikasi seperti terlihat pada Gambar 2.4. Bootloader adalah program kecil yang bekerja pada saat sistem dimulai yang dapat memasukkan seluruh program aplikasi ke dalam memori prosesor. Memori data ATMega328 terbagi menjadi 4 bagian, yaitu 32 lokasi untuk register umum, 64 lokasi untuk register I/O, 160 lokasi untuk register I/O tambahan dan sisanya 2048 lokasi untuk data SRAM internal. Register umum menempati alamat data terbawah, yaitu 0x0000 sampai 0x001F. Register I/O menempati 64 alamat berikutnya mulai dari 0x0020 hingga 0x005F. Register I/O tambahan menempati 160 alamat berikutnya mulai dari 0x0060 hingga 0x00FF. Sisa alamat berikutnya mulai dari 0x0100 hingga 0x08FF digunakan untuk SRAM internal. Peta memori data dari ATMega 328 dapat dilihat pada Gambar 2.5.
Gambar 2.4 Peta Memori Program ATMega 328. Sumber: www.robomark.com
Gambar 2.5 Peta Memori Data ATMega 328. Sumber: www.robomark.com Arduino uno terdiri dari 1 KByte memori data EEPROM. Pada memori EEPROM, data dapat ditulis/dibaca kembali dan ketika catu daya dimatikan, data
terakhir yang ditulis pada memori EEPROM masih tersimpan pada memori ini, atau dengan kata lain memori EEPROM bersifat nonvolatile. Alamat EEPROM dimulai dari 0x000 hingga 0x3FF
2.4 Bahasa Pemrograman Arduino Menurut Bejo (2011:15) bahwa Arduino board merupakan perangkat yang berbasiskan Mikrocontroller. Perangkat lunak (software) merupakan komponen yang membuat sebuah mikrokontroller dapat bekerja. Arduino board akan bekerja sesuai dengan perintah yang ada dalam perangkat lunak yang ditanamkan padanya. Bahasa Pemrograman Arduino adalah bahasa pemrograman utama yang gunakan untuk membuat program untuk arduino board. Bahasa pemrograman arduino enggunakan bahasa pemrograman C sebagai dasarnya.
2.5 Arduino Development Environment Arduino Development Environment terdiri dari editor teks untuk menulis kode, sebuah area pesan, sebuah konsol, sebuah toolbar dengan tomol-tombol untuk fungsi yang umum dan beberapa menu. Arduino Development Environment terhubung ke arduino board untuk meng-upload program dan juga untuk berkomunikasi dengan arduino board. Antarmuka Arduino Development Environment dapat dilihat pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6 Arduino Development Environment Sumber: Pratomo (2011) Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan Integrated Development
Environment (IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan mengupload ke dalam memory microcontroller. IDE Arduino adalah software yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan Java. IDE Arduino terdiri dari: 1. Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengedit program dalam bahasa Processing. 2. Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa Processing) menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah microcontroller tidak akan bisa memahami bahasa Processing. 3. Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari Jomputer ke dalam memory di dalam papan Arduino. Perangkat lunak yang ditulis menggunakan Arduino Development Environment disebut sketch. Sketch ditulis pada editor teks. Sketch disimpan dengan file berekstensi .ino. Area pesan memberikan memberikan informasi dan pesan error ketika kita menyimpan atau membuka sketch. Konsol menampilkan output teks dari Arduino Development Environment dan juga menampilkan pesan error ketika kita mengkompile sketch. Pada sudut kanan bawah dari jendela Arduino Development Environment menunjukkan jenis board dan port seriak yang sedang digunakan. Tombol toolbar digunakan utuk mengecek dan mengupload sketch, membuat, membuka atau menyimpan sketch, dan menampilkan serial monitor. Dalam lingkungan arduino digunakan sebuah konsep yang disebut sketchbook, yaitu tempat standar untuk menumpan program (sketch). Sketch yang ada pada sketchbook dapat dibuka dari menu File > Sketchbook atau dari tombol open pada toolbar. Ketika pertama kali menjalankan arduino development environment, sebuah direktori akan dibuat secara otomatis untuk tempat penyimpana sketchbook. Kita dapat melihat atau mengganti lokasi dari direktori tersebut dari menu File > Preferences. Serial monitor menampilkan data serial yang sedang dikirim dari arduino board. Untuk mengirim data ke board, masukkan teks dan klik tombol send atau tekan enter pada keyboard. Sebelum meng-upload program, kita perlu mensetting
jenis board dan port serial yang sedang kita gunakan melalui menu Tools > Board dan Tools > Serial Port. Pemilihan board berguna untuk mengeset parameter (contohnya: kecepatan Mikrocontroller dan baud rate) yang digunakan ketika meng-compile dan meng-upload sketch. Setelah memilih board dan port serial yang tepat, tekan tombol upload pada toolbar atau pilih menu File > Upload. Arduino board akan me-reset secara otomatis dan proses upload akan dimulai. Pada kebanyakan board, LED RX dan TX akan berkedip ketika program sedang di-upload. Arduino development environment akan menampilkan pesan ketika proses upload telah selesai, atau menampilkan pesan error. Ketika sedang meng-upload program, arduino bootloader sedang digunakan, Arduinp bootloader adalah sebuah program kecil yang telah ditanamkan pada Mikrocontroller yang berada pada arduino board. Bootloader ini mengijinkan kita meng-upload program tanpa menggunakan perangkat keras tambahan. Perangkat lunak dibuat dengan menggunakan bahasa pemrograman arduino. Diagram alir perangkat lunak yang dirancang untuk prototipe saklar lampu berbasis browser dapat dilihat pada Ketika alat ini diberi catu daya, Arduino uno akan menginisialisasi variabel yang akan digunakan dalam program. Kemudian Arduino uno akan mengkonfigurasi Pin 2,3,5 dan 6 menjadi Pin keluaran dan juga mengkonfigurasi alamat IP. Setelah itu arduino akan memulai server dan menunggu koneksi dari Client. Jika ada Client yang ingin terhubung ke Arduino uno, maka arduino akan memulai koneksi dan menerima dan mengecek tiap karakter HTTP request message dari Client. Arduino uno juga menyimpan 14 karakter pertama dari HTTP request message ke sebuah objek string bernama readString. Jika akhir dari HTTP request message telah dicapai maka, Arduino uno akan mencari perintah yang valid dari objek readString. Kemudian arduino memanggil fungsi kerjakan, yaitu fungsi untuk mengontrol relay yang terhubung ke Pin keluaran Arduino uno. 2.6 Ethernet Shield
Ethernet Shield menambah kemampuan arduino board agar terhubung ke jaringan komputer. Ethernet shield berbasiskan cip ethernet Wiznet W5100. Ethernet library digunakan dalam menulis program agar arduino board dapat terhubung ke jaringan dengan menggunakan arduino ethernet shield. Pada ethernet shield terdapat sebuah slot micro-SD, yang dapat digunakan untuk menyimpan file yang dapat diakses melalui jaringan. Onboard micro-SD card Reader diakses dengan menggunakan SD library. Arduino board berkominikasi dengan W5100 dan SD card mengunakan bus SPI (Serial Peripheral Interface). Komunikasi ini diatur oleh library SPI.h dan Ethernet.h. Bus SPI menggunakan pin Digital 11, 12 dan 13 pada Arduino Uno (Pratomo,2011) Pin Digital 10 digunakan untuk memilih W5100 dan pin Digital 4 digunakan untuk memilih SD card. Pin-pin yang sudah disebutkan sebelumnya tidak dapat digunakan untuk Input/Output umum ketika kita menggunakan ethernet shield. Karena W5100 dan SD card berbagi bus SPI, hanya salah satu yang dapat aktif pada satu waktu. Jika kita menggunakan kedua perangkat dalam program kita, hal ini akan diatasi oleh library yang sesuai. Jika kita tidak menggunakan salah satu perangkat dalam program kita, kiranya kita perlu secara eksplisit. Untuk melakukan hal ini pada SD card, set pin 4 sebagai Output dan menuliskan logika tinggi padanya, sedangkan untuk W5100 yang digunakan adalah pin 10. DFRduino Ethernet shield pada Gambar 2.7 adalah sebuah clone dari arduino Ethernet shield yang dibuat oleh DFRobot.
Gambar 2.7 Ethernet Shield Sumber: Pratomo (2011)
2.7 Rangkaian Pengendali Relay Tegangan keluaran Pin Arduino uno untuk logika 0 berkisar antara 0-2 volt dan untuk logika 1 berkisar antara 3-5 volt, sedangkan relay beroperasi pada tegangan 12 volt, maka dibutuhkan sebuah rangkaian pengendali relay, agar relay dapat bekerja. Rangkaian pengendali relay menggunakan transistor NPN 2N2222 sebagai sebuah sakelar yang dikendalikan oleh arus. Rangkaian pengendali relay dapat dilihat pada Gambar 2.8.
Gambar 2.8 Rangkaian Relay Sumber: www.depokinstruments.com
Gambar 2.9 Rangkaian Keseluruhan Sumber: www.electroschematic.com Pada Gambar 2.9 terlihat Pin keluaran digital 2, 3, 5 dan 6 Arduino uno dihubungkan ke rangkaian pengendali relay. Pin digital 2, 3, 5 dan 6
mengendalikan secara berurutan relay 1, relay 2, relay 3 dan relay 4. Relay kemudian dihubungkan ke peralatan yang ingin diatur.
2.8 Web Menurut Andri (2013:30) bahwa Website merupakan kumpulan halaman web yang saling terhubung dan file -filenya saling terkait. Web terdiri dari page atau halaman, dan kumpulan halaman yang dinamakan homepage. Homepage berada pada posisi teratas, dengan halaman - halaman terkait berada di bawahnya. Biasanya setiap halaman di bawah homepage disebut child page, yang berisi hyperlink ke halaman lain dalam web.
2.9 Web Browser Menurut Bagus (2014:6) bahwa Web Browser adalah perangkat lunak (software) disisi klien yang digunakan untuk mengakses informasi web, memformat teks dan menempatkan grafik pada layer. Ada beberapa jenis web browser yang dipakai sebagai sumber tampilan, antara lain Internet Explorer, Netscape Navigator, Mozilla, Opera, dan sebagainya.
2.10
Internet Menurut Mardiansah (2012:22) bahwa Internet berarti jaringan antara atau
penghubung. Memang itulah fungsinya, Internet menghubungkan berbagai jaringan yang tidak saling bergantung pada satu sama lain dengan sedemikian rupa, sehingga mereka dapat berkomunikasi. Secara fisik dianalogikan sebagai jaring laba-laba (The Web) yang menyelimuti bola dunia dan terdiri dari titik-titik (node) yang saling berhubungan.
2.11
HTML Menurut Sampurna (2014:6) bahwa HTML (Hypertext Markup Language)
merupakan suatu script dimana kita bisa menampilkan informasi dan daya kreasi kita melalui internet. HTML sendiri adalah suatu dokumen teks biasa yang mudah untuk dimengerti dibandingkan bahasa pemrograman lainnya, dan karena
bentuknya itu maka HTML dapat dibaca oleh platform yang berlainan seperti windows, unix dan lainnya.
2.12
Relay Menurut David (2011:23) bahwa Relay adalah sebuah saklar yang
dikendalikan oleh arus. Relay memiliki sebuah kumparan tegangan-rendah yang dililitkan pada sebuah inti. Terdapat sebuah armatur besi yang akan tertarik menuju inti apabila arus mengalir melewati kumparan. Armatur ini terpasang pada sebuah tuas berpegas. Ketika armatur tertarik menuju ini, kontak jalur bersama akan berubah posisinya dari kontak normal-tertutup ke kontak normal-terbuka.
Gambar 2.10 Ilustrasi sebuah relay Sumber: David (2011:23) Sebuah relay yang tipikal dari jenis ini dapat diaktifkan dalam waktu sekitar 10 ms.Sebagian besar relay modern ditempatkan di dalam sebuah kemasan yang sepenuhnya tertutup rapat.
Gambar 2.11 Jenis-jenis Relay Sumber: Malik (2011:16)
2.13
Perangkat Router Wireless Menurut Dian (2013:21) bahwa Pengertian wireless router adalah sebuah
perangkat elektronik nirkabel yang mampu menyampaikan informasi data dari jaringan yang satu ke jaringan yang lain yang dikenal dengan routing. Router sangat umum digunakan terutama untuk menghubungkan beberapa jaringan yang berbeda dalam sebuah perusahaan. Wireless router adalah berbeda dengan switch maupun access point juga dengan alat koneksi lain. Switch adalah sebuah alat penghubung antara computer satu dengan yang lain sehingga dapat membentuk sebuah LAN (Local Area Network). Sedangkan access point merupakan alat untuk menghubungkan ke jalur internet, yang dapat digunakan oleh beberapa user sekaligus. Namun access point tidak memiliki kemampuan routing sebagaimana router, sehingga tidak dapat mampu merubah IP address dinamis. Teknologi access point hadir lebih dahulu sebelum router, jadi access point router/ ap router adalah lebih sempurna dari pada access point. Wireless router adalah berbeda juga dengan repeater. Repeater adalah sebatas alat yang berfungsi untuk menyebarkan sinyal lebih jauh lagi dan bukan sebagai penghubung antar jaringan sebagaimana router. Contoh bentuk wireless router dapat dilihat pada Gambar 2.13.
Gambar 2.12 Wireless Router Sumber: ( Dian: 2013:22) 2.14
Perangkat Modem Menurut Surya (2014:10) bahwa Modem adalah sebuah alat yang
digunakan untuk menghubungkan komputer dengan internet melalui telepon, line kabel dan layanan dari penyedia jasa telekomunikasi lainnya. Modem sebenarnya merupakan singkatan dari modulator-demodulator. Dua kata itu sendiri mewakili dua macam fungsi yang dijalankan oleh sebuah modem. Fungsi modem yang pertama adalah melakukan modulasi sinyal digital ke analog untuk ditransfer. Dan fungsi modem yang kedua adalah melakukan demodulasi sinyal untuk mengembalikan sinyal ke bentuk digital sehingga mempresentasikan informasi tertentu.Jadi fungsi modem secara sederhana adalah mengubah sinyal analog menjadi digital dan mengubah sinyal digital menjadi analog. Dengan demikian, data dapat dikirim melalui media apapun yang mampu menstransmisikan sinyal analog, mulai dari mulai dioda sampai radio. Jenis modem juga menentukan kualitas koneksi yang dipakai untuk terhubung ke internet. Jika Anda ingin terhubung ke internet menggunakan koneksi broadband, maka anda perlu menggunakan modem dengan jenis koneksi broadband, seperti ADSL atau modem 3 G/HSDPA. Teknologi modem broadband saat ini lebih berkembang sehingga mampu mentransfer data dengan kecepatan lebih tinggi. Contoh modem ADSL adalah modem yang digunakan pada penggunaan telkom speedy. Umumnya saat ini modem dengan teknologi ADSL memiliki bentuk modem eksternal yang biasanya dihubungkan ke slot RJ-45 di Ethernet card pada sebuah
komputer. Untuk menghubungkan ke slot RJ-45 ini biasanya digunakan kabel UTP. Modem ADSL juga memungkinkan kita untuk menghubungkannya dengan komputer lewat slot USB. Bahkan, kita mungkin juga bisa menjumpai modem ADSLyang langsung ditancapkan ke slot ekspansi PCI. Bentuk modem internet dapat dilihat pada Gambar 2.13
Gambar 2.13 Modem Internet Sumber: Surya (2014:11)
BAB III METODELOGI PENELITIAN
3.1 Metode Penelitian Penelitian ini menggunakan metode penelitian kuantitatif eksperimen karena dalam pelaksanaannya meliputi analisis sistem dan perancangan sistem. Pada penelitian ini akan dirancang sebuah prototipe saklar lampu berbasis Arduino uno. Peralatan listrik yang berada pada sistem dapat dipantau dan dimatikan atau dihidupkan dari jarak jauh melalui web browser. Prototipe yang dirancang diharapkan dapat mengendalikan lampu melalui melalui jaringan komputer. Komponen sistem ini terdiri atas ethernet, mikrokontroler dan relay.
3.1.1 Alat dan Bahan Pada penelitian terdapat alat dan bahan yang digunakan yaitu: 1. Perangkat Keras a. Komputer dengan spesifikasi minimal Dual Core Ram 2Gb b. Minimum Sistem Mikrokontroler Arduino sebagai mainboard mikrokontroler c. Ethernet Shield sebagai modul pengirim data ke jaringan d. Lampu sebagai alat yang akan dikontrol e. Breatboard sebagai tempat dimana komponen dirangkai f. Relay sebagai pengalih dari tegangan DC ke AC g. Wireless Router sebagai perangkat routing h. Modem sebagai penyedia data internet 2. Perangkat Lunak yang digunakan adalah Arduino IDE Sebagai C kompiler
3.2 Alur Penelitian Adapun alur penelitian yang akan dilakukan dapat dilihat pada bagan kotak gambar 3.1 berikut :
Gambar 3.1 Alur Penelitian Adapun tahapan tahapannya sebagai berikut : 1. Penentuan Masalah Tahap ini dilakukan untuk mencari permasalahan yang berhubungan dengan penggunaan mikrokontroler dan web 2. Studi Literatur Tahap ini dilakukan untuk mencari informasi sehubungan dengan sistemsistem yang telah dibangun menggunakan mikrokontroler. 3. Perancangan Penelitian Terdapat 2 bagian didalam tahap perancangan cepat yaitu : a. Perancangan Hardware Perancangan Hardware bertujuan untuk merancang peralatan/rangkaian pendukung untuk sistem yang akan dibuat. b. Perancangan Software Perancangan
Software
pembuatan Software nanti. 4. Pengujian Sistem
dilakukan
untuk
memudahkan
didalam
Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap sistem yang telah dirancang, apakah berjalan atau tdak sebua sistem dengan tujuan yang telah direncanakan. 5. Analisa Sistem Pada tahap ini dilakukan analisa terhadap sistem yang teah dijalakan dengan melihat sisi yang akan diukur. 6. Pembuatan Laporan Pada tahap ini adalah melakukan laporan penelitian yang melingkupi hasil pengujian dan analisa sistem dan diakhiri dengan kesimpulan.
3.3 Pengujian Sistem 3.3.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Pengujian sistem Arduino dilakukan dengan memprogram sistem Arduino membuat Pin.4 menjadi nilai positif negative 0 dan 1 yang diulang-ulang dengan delay 100 ms. kemudian keluaran tegangan dari Pin.4 akan diukur dengan avometer. Pengujian selanjutnya adalah dengan menjalankan program Blink seperti yang terlihat pada Gambar 3.2. Ini adalah program sederhana yang fungsinya adalah membuat lampu LED menyala berkedip-kedip. void setup() { pinMode(13, OUTPUT);
}
void loop() { digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); digitalWrite(13, LOW);
delay(1000);
} Gambar 3.2 Listing Program Blink Program pada Gambar 3.2 dapat dijelaskan bahwa program terdiri atas 2 fungsi
yaitu
setup
dan
loop.
Pada
fungsi
setup
terdapat
perintah
pinMade(13,OUTPUT) yaitu inisialisasi port 13 sebagai port keluaran. Sedangkan digitalWrite(13,HIGH) adalah memberikan nilai ON pada port 13. Dan melakukan delay(1000) yaitu perlambatan selama 1000 mili detik.
Pengujian sistem Arduino ini untuk memastikan bahwa sistem yang digunakan pada penelitian ini tidak rusak. Sehingga program yang ditanamkan pada microcontroller mampu untuk mengontrol sistem seperti yang diharapkan.
3.3.2 Pengujian Rangkaian Relay Pengujian relay dilakukkan dengan cara menghubungkan pin pengendali relay dengan tegangan 5 volt, hal ini bertujuan untuk merubah relay kondisi aktif. Kemudian ukur nilai tahanan antara terminal COM dan NO (Normaly Open) menggunakan multimeter digital pada kondisi relay “tidak aktif” dan pada kondisi relay “aktif”. Hal yang sama dapat dilakukan untuk mengukur tahanan antara terminal COM dan NC (Normaly Close).
3.3.3 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, PPPoE, Ethernet. Ethernet Shield ini juga memiliki fungsi LED output yang bermacam-macam seperti TX, RX, Full/Half duplex, Collision, Link, dan lain sebagainya. Ethernet Shield
tampak seperti pada Gambar 3.6 di atas. Selain itu,
Ethernet Shield W5100 kompatibel dengan SPI MODE 0 dan 3. Sedangkan supply sebesar 3,3V dengan 5V sebagai I/O. Teradapat memori internal sebesar 16 Kb untuk Tx / Rx buffer. Pengujian yang dilakukan pada pada ethernet ini diawali dengan melakukan setting pada alamat IP PC dengan skrip pada Gambar 3.3 pada software codevision untuk meminta alamat IP yang akan digunakan ethernet shield. #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 jika setting alamat IP pada semua hardware sudah selesai maka test koneksi tersebut. Jika koneksi dengan menggunakan ping dapat diakses melalui PC maka dapat dilihat bahwa jaringan terkoneksi ke ethernet.
3.3.4 Pengujian Nyala Lampu Pengujian nyala lampu pada sistem dapat dilakukan dengan cara berikut: 1. User terhubung dengan internet menggunakan PC untuk memberikan perintah atau menerima laporan status lampu. User menuju localhost. 2. http://localhost adalah alamat web server yang menjadi tampilan untuk lampu pada user. 3. Unit kontrol berfungsi mengolah seluruh instruksi dan juga sebagai pusat kendali untuk seluruh sistem. Komponen unit kontrol berupa Ethernet shield dan mikrokontroler. Adapun tugas atau fungsi pada komponen pada unit kontrol sebagai berikut : a. Ethernet Shield merupakan perangkat keras yang berfungsi sebagai jembatan mikrokontroler mendapatkan jaringan komputer. b. Arduino bertugas mengeksekusi instruksi yang masuk sehingga memberi dampak visual yaitu lampu LED yang menyala dan mati pada simulasi yang dilakukan. 4. Simulasi terpasang enam LED yang mewakili lampu yang sebenarnya yang menerima sinyal dari mikrokontroler, dimana hasil instruksi dari user akan mengubah keadaan lampu sesuai dengan perintah yang diberikan. 5. Ketika lampu sudah sesuai dengan perintah, maka lampu akan memberikan respon feedback terhadap kondisi lampu (hanya pada lampu 1) dan menjadi alat bantu visual untuk menunjukan perubahan status pada LED. 6. Dimana respon tersebut dibaca oleh mikrokontroler yang dihubungkan dengan Ethernet untuk dikirimkan ke tampilan web agar user mendapatkan status keadaan lampu.
3.4 Perancangan Sistem Pada perancangan sistem pengendalian lampu berbasis jaringan komputer dapat dilihat melalui blok diagram sistem yang dapat dilihat pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4 Diagram Blog Sistem Berdasarkan blok diagram diatas, urutan kerja dari perangkat dapat dijelaskan sebagai berikut. Ketika perangkat dihidupkan, perangkat akan terhubung ke jaringan komputer dan mengecek apakah ada Client yang meminta untuk dilayani. Client dalam hal ini adalah web browser, 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 menyimpan beberapa karakter HTTP request message. Setelah akhir dari HTTP request message yang berupa sebuah baris kosong diterima, perangkat akan mencari perintah yang valid dari HTTP request message yang disimpan tadi dan mengontrol relay sesuai dengan perintah tersebut. Kemudian perangkat mengirimkan HTTP respond message dan halaman web yang menampilkan status dan tombol untuk mengatur peralatan listrik ke web browser (Client).
3.5 Prototype Sistem Prototipe yang akan dibangun dapat dilihat pada Gambar 3.5. pada gambar tersebut terdapat 3 rangkaian yaitu rangkaian ethernet, Mikrokontroler dan driver Relay.
Gambar 3.5 Rangkaian Prototipe sistem Sumber : Andrian (2012), Wismoyo (2010) dan Yuli (2008) Ethernet berfungsi menerima data dari komputer dan data yang telah diterima dikirimkan ke mikrokontroler melalui port output D2, D3, D5 dan D6. Data yang telah diolah dimikrokontroler di alirkan ke rangkaian driver relay melalui port output D0. Langkah-langkah dalam proses pembuatan prototipe diawali dengan: 1. Rangkaian Ethernet, mikrokontroler dan rangkaian relay digabung. 2. Penulisan program dan diupload ke mikrokontroler dengan menggunakan aplikasi Arduino IDE C Compiler. 3. Pengujian sistem prototipe.
Gambar 3.6 Gambaran sistem Gambaran sistem yang akan dikembangkan dapat dilihat pada Gambar 3.6 dengan penjelasan sebagai berikut, pengguna menghidupkan lampu dari browser, data instruksi dikirimkan ke port jaringan yang terdapat pada komputer serta menuju switch hub. Data dari switch hub dikirimkan ke ke ethernet mikrokontroler. Data intsruksi yang diterima ethernet dapat diolah oleh mikrokontroler dan dikeluarkan ke modul relay untuk menghidupkan lampu. Daya lampu diberikan dari PLN yang didistribusikan dari PLN.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini akan dibahas tentang pengujian berdasarkan perancangan dari sistem yang dibuat. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan dari sistem dan untuk mengetahui
apakah sistem sudah berjalan sesuai dengan
perencanaan.
4.1 Hasil PengujianPerangkat Keras Pada pengujian perangkat keras dilakukan dengan cara mengukur tegangan masukan dan tegangan keluaran
pada blok rangkaian alat
tersebut.Pengujian perangkat keras dilakukan pada blok rangkaian alat yang meliputi: 1. Mikrokontroler Arduino Uno 2. Ethernet 3. Relay
4.2 Hasil Pengujian Ethernet Shield Komunikasi
Arduino
dengan
Ethernet
shield
dilakukan
secara
serial.Penambahan modul Ethernet shield memanfaatkan pin 10,11,12,13 seperti yang terlihat pada Gambar 4.1. Pada penelitian ini Ethernet shield diprogram menggunakanbahasa C dengan bantuan library SPI.h dan Ethernet.h.
Gambar 4.1 Pengujian Rangkaian Arduino dengan Ethernet Shield W5100
Penambahan Ethernet shield dimaksudkan agar tag html dapat diakses melalui komputer kapan pun dan dimanapun asalkan areamasihterjangkau oleh jaringan LAN. Untuk melihat IP Address EthernetLANdapat diakses melalui jendela windows IP configuration seperti yang terlihat pada Gambar 4.2.
Gambar 4.2 Windows IP Konfigurasi
Pengujian rangkaian ethernet shield dengan arduino dapat dilakukan dengan menempatkan kaki – kaki keduanya sesuai shieldnya. Hasil pengujian ping dari komputer ke ethernet dapat dilihat pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3 Hasil Ping ke Ethernet Selanjutnya pengujian script HTML yang ditanamkan ke Ethernet seperti yang terlihat pada Gambar 4.4. Skrip HTML pada Gambar 4.4 dapat dijelaskan bahwa clinet.println(“HTTP/1.1 200 OK”) dan client.println(“Content-Type:
Text/html) sebagai perintah bahwa skrip selanjutnya diinisialisasi sebagai bahasa HTML. Sedangkan skrip sebagai pembuka awal tag HTML, sebagai 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 mendifinisikan header dalam tag HTML maka
ada
harus
menambahkan
dan
.
bgcolor=’aqua’> adalah skrip yang bertujuan merupakan bagian dimana tampilan dapat menuliskan berbagai teks yang ingin ditampilkan pada halaman web. untuk mendefinisikan body harus diketikan tag dan ditutup dengan dibawah tag header. Sedangkan bgcolor adalah memberikan perintah warna latar belakang dalam bentuk warna biru muda. Sedangkan
adalah heading. Heading memiliki beberapa tingkatan yaitu sampai dengan . Dalam hal ini Pengujian Web Server dari Ethernet
berarti menampilkan tulisan pada Browser “Pengujian Web Server dari Ethernet”Sedangkan
adalah tag baris baru pada tulisan pada web.
Gambar 4.4Skrip HTML pada Ethernet Shield sedangkan hasilnya berupa tampilan web dengan mengakses halaman dengan http://192.168.03 dengan hasil seperti pada Gambar 4.5.
Gambar 4.5 Hasil Pengujian Skrip HTML Ethernet pada Browser
Komponen yang digunakan pada rangkaian dalam perancangan terdiri dariethernet dan Mikrokontroler Arduino Uno dan relay sebagaitampilan pilihan menu, power supply sebagai sumber tegangan agar sistem dapatbekerja. Pengukuran dilakukan untuk mengetahui apakah alat atau sistem dapatberoperasi dengan normal, juga untuk menunjukan bahwa alat tersebut sesuaidengan yang diharapakan. Yang diukur pada alat ini adalah tegangan keluaranpower supply (tanpa dan dengan beban).
4.3Hasil PengujianMikrokontrolerArduino Pengujian system Mikrokontroler Arduino dilakukan dengan memprogram system Mikrokontroler Arduino untuk membuat Pin.4 menjadi nilai positif negative 0 dan 1 yang diulang-ulang dengan delay 100 ms. Kemudian keluaran tegangan dari Pin.4 akan diuku rdengan avometer. Pengujian system Mikrokontroler Arduino ini untuk memastikan bahwa system Mikrokontroler Arduino yang digunakan pada penelitian ini tidak rusak. Sehingga program yang ditanamkan pada microcontroller mampu untuk mengontrol lampu seperti yang diharapkan. Prosedur pengujiannya adalah sebagai berikut: 1. Hubungkan satu daya ke Mikrokontroler Arduino. 2. Hubungkan Mikrokontroler Arduino dengan Kabel USB Board seperti Gambar 4.6
Gambar 4.6 Skematik Pengujian
3. Buka Mikrokontroler Arduino IDE. 4. Selanjutnya aktifkan computer dan jalankan program Mikrokontroler Arduino 5. Upload program Blink Test, program dapat dilihat pada Gambar 4.7
Gambar 4.7 Program Pengujian Mikrokontroler Arduino Hasil pengujianblink test dapat dilihat pada Gambar 4.8.pada gambar terlihat lampu led berkedip-kedip setiap 1 detik.
Gambar 4.8HasilPengujian Blink Test
4.4PengujianPengujian Relay Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah masing-masing relay akan aktif jika dipicu dengan tegangan yang diberikan dari power supply. Jika relayaktif akan ditandai dengan menyalanya lampu LED indikator. Tujuan dari pengujian modul relay adalah untuk mengetahui apakah relay dapat berfungsi dengan baik sehingga dapat melakukan proses switching untuk mengaktifkan lampu. Sehingga dapat disimpulkan relay dapat berjalan sesuai prosedur pada alur program. Alat dan bahan yang digunakan dalam pengujian ini adalah modul relay seperti yang terlihat pada Gambar 4.9 dan power supply 5 volt DC.
Gambar 4.9 Modul Relay Prosedur pengujian dilakukan dengan menghubungkan power supply 5 volt DC pada kaki koil relay dan pada kaki tegangan sumber dihubungkan dengan 5 volt DC, selanjutnya membuat hubungan kaki output relay dengan salah satu kaki lampu LED.
Dari pengujian ini dapat diperoleh output dan input yang sesuai denganprosedur percobaan yang telah dilakukan. Dan untuk mengetahui relay aktif atautidak pada relay. dapat diketahui dengan nyala indikator LED pada masing-masing relay. Untuk mengetahui relay aktif dan tidak dapat dilihat pada Tabel 4.1. Tabel 4.1 Hasil Pengujian Relay No
Input
Output
Relay
Led
1
Hight
Nyala
2
Low
Mati
4.5Rangkaian Sistem Pegontrolan Nyala Lampu Hasil rangkaian secara keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 4.10. secara umum prototipe sistem terdiri atas rangkaian mikrokontroler dan ethernet shield yang terletak pada kotak plastik. Sedangkan lampu dihubungkan dengan relay dan relay 3 pin relay dihubungkan arduino yaitu pin output, pin VCC dan pin Ground.
Gambar 4.10 Konstruksi Prototipe sistem dengan web yang dihasilkan
4.6
Hasil Pengujian Keseluruhan Rangkaian Sistem Berdasarkan hasil web percobaan nyala lampu seperti yang terlihat pada
Gambar 4.11.
Gambar 4.11 Website menu sistem penyalaan lampu berbasis jaringan LAN
Maka dilakukan dengan memilih menu lampu nyala dan lampu padam. Jika memilih lampu nyala maka lampu pada sistem menjadi nyala seperti yang terlihat pada Gambar 4.12.
Gambar 4.12 Hasil memilih menu lampu nyala pada Browser
Dan pada perlakuan berikutnya adalah sebaliknya jika user memilih lampu padam maka lampu akan akan padam seperti yang terlihat pada Gambar 4.13.
Gambar 4.13 Hasil memilih menu lampu padam pada Browser
Gambar 4.14 Hasil Semua Rangkaian
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan Kesimpulan dari perancangan sistem lampu otomatis berbasis web adalah sebagai berikut : 1. Perancangan sistem pengendalian nyala lampu telah berhasil dilakukan dan sistem dapat bekerja dengan baik. 2. Dengan adanya sistem ini pengontrolan nyala lampu dapat dilakukan dari jarak jauh secara online sehingga dapat menanggulangi pemborosan energi saat lampu lupa dimatikan. 3. Sistem
ini
bekerja
dengan
memanfaatkan
ethernet
shield
dan
mikrokontroler Arduino Uno. 5.2 Saran Adapun saran yang diberikan guna perbaikan kedepan dalam pembuatan dan pemanfaatan sistem, antara lain sebagai berikut : 1. Perancangan alat lampu yang telah didesain menghasilkan jarak hanya pada lokasi Local Area Network (LAN), namun sebaiknya pada perancangan selanjutnya agar dapat menghasilkan jangkauan lebih luas yaitu Wide Area Network (WAN). 2. Disarankan kepada penelitian selanjutnya agar merancang sistem lampu melalui jaringan yang dibutuhkan dengan bahan yang berkualitas yang mempunyai ketahanan yang lebih baik. 3. Disarankan untuk penelitian selanjutnya dapat dikembangkan sistem pengendali lampu melalui jaringan internet yang dapat menghemat penggunaan energi.
DAFTAR PUSTAKA Andri, 2013. Perancangan Sistem Informasi Penjualan Online Berbasis PHP dan mySQL, STMIK Perkasa, Samarinda. Bagus, 2014. Pembuatan Aplikasi Inventaris Berbasis Web pada Kantor Dinas Kesehatan Sumut. Penerbit LP3i Medan. Bejo, Agus. 2011. C & AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroler Arduino Uno. Yogyakarta: Penerbit Gava Media. David, Mulkam, 2011. Perancangan Blower Dapur berbasis Mikrokontroler ATMEGA16, Penerbit Politeknik LP3i Medan. Dian, 2013. Merancang Jaringan Wireless Tampa Guru, Surabaya: Merpati Press Iswanto. 2011. Design dan Implementasi Sistem Embedded Mikrokontroller ATMega8535 dengan Bahasa Basic. Yogyakarta: Penerbit Gava Media. Lingga, W. 2013. Belajar sendiri Pemrograman Arduino Uno. Yogyakarta: Penerbit Andi Offset Malik, 2011. Perancangan Lampu Lintas berbasis Mikrokontroler MCS-51, Penerbit Politeknik Lhokseumawe. Mardiansah, 2012. Tutorial Mikrotik Dasar, Penerbit Universitas Riau, Riau. Pratomo, A. 2011. Teknik Telekomunikasi. Yogyakarta : Penerbit Lokomedia Sampurna, 2014. Pembuatan Sistem Informasi Perpustakaan Online pada SMK Negeri 2 Padang, Penerbit Universitas Andalas: Padang. Surya, Adi. 2013. Pengantar Palembang:FMIPA Unsri.
Perangkat
Teknologi
Telekomunikasi.
BIODATA MAHASISWA
IDENTITAS PERSONAL Nama Lengkap NIM Jenis Kelamin Tempat/ Tanggal Lahir IPK Status Tahun Masuk Tempat Asal Alamat Sekarang No Telp/HP Berat Badan Tinngi Badan Ketrampilan Khusus Hobby
: Irmansyah : 11111068 : Laki-Laki : Banda Aceh, 05 Juni 1992 : 3.11 : Sigle : 2011 : Banda Aceh. kec, Syiah Kuala : Gampong Tibang Banda Aceh : 0852 6085 2825 : 47 kg : 160 cm : Multimedia : Ketawain Orang
IDENTITAS ORANG TUA Nama Ayah Pekerjaan Ayah No Telp/HP Nama Ibu Pekerjaan Ibu No Telp/HP Alamat Rumah
: Samsuddin (Alm) ::: Mariana Manyak : Ibu Rumah Tangga :: Jln.Tgk meulagu.Tibang No57A Kec,Syiah Kuala.Banda Aceh.Indonesia
Banda Aceh,02 Agustus 2016
Irmansyah NIM: 11111068
