Rancang Bangun dan Implementasi Sistem Pengendali Sakelar ...€¦ · Rancang Bangun dan Implementasi Sistem Pengendali Sakelar Jarak Jauh Memanfaatkan Arduino UNO dan Perangkat Mobile

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

1

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.

2

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

3

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

4

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.

5

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.

Tabel 1 Hasil dari Pertanyaan yang Diajuakan

No Pertanyaan Ya Tidak

1 Menggunakan listrik di rumah 32 0

2 Menggunakan sakelar permanen yang

tertanam pada tembok 32 0

3 Memiliki smartphone Android 27 5

4 Pernah terpikir untuk mengontrol sakelar

listrik dari jarak jauh 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.

6

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

7

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

8

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

9

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.

10

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 di-

upload 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

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.

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. }

11

Kode Program 2 Fungsi Request Data from Server

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.

1. void httpRequest()

2. {

3. if (client.connect(server, 80)) {

4. Serial.println("\nconnecting...");

5. client.println("GET "+ Alamat +" HTTP/1.1");

6. client.println("Host: "+ Host);

7. client.println();

8. lastConnectionTime = millis();

9. }

10. else {

11. Serial.println("connection failed");

12. }

13. }

14. if (client.available()) {

15. char c = client.read();

16. if (c == '\n') {

17. c = '-';

18. }

19. currentLine += c;

20.

21. if (currentLine.endsWith("=rates=")) {

22. readingRates = true;

23. }

24. else if (readingRates) {

25. if (!currentLine.endsWith("=/rates=")){

26. currRates += c;

27. }

28. else {

29. readingRates = false;

30. currRates = "";

31. currentLine = "";

32. }

33. }

34. }

12

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

13

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

14

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




5 Lampu 1 Off Off 13 Sesuai
















Dari Tabel 2 didapatkan hasil yang selalu sesuai, tetapi dengan waktu

tanggap yang tidak stabil. Waktu tanggap pengontrolan melalui Internet

15

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

No Jarak Perintah Waktu Jeda

(Detik)

Tanpa Penghalang Dengan Penghalang

Kondisi Lampu Keterangan Kondisi Lampu Keterangan

1 1 meter On 0,06 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



16

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-teknologi-

digital-asia/0/sorotan_media. Diakses pada 8 Agusutus 2016

[2] Ydhanto, Yudha, 2007, Apa itu IOT (Internet Off Things)?,

http://ilmukomputer.org/wp-content/uploads/2015/05/apa-itu-iot-internet-

of-things.pdf. Diakses pada 1 Juni 2016.

[3] 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.

[4] Gustaman Arif, Teguh, 2103, Pengendali Pintu Gerbang menggunakan

Bluetooth Berbasis Mikrokontroler Atmega 8, Yogyakarta: Universitas

Negeri Yogyakarta.

[5] Aditya Darmawan, Muhammad, 2014, Smart Home System Memanfaatkan

Infrastruktur Web Service dengan Kontrol Berbasis Android, Malang:

Universitas Brawijaya.

17

[6] Susanto, Tri, 2001, Bluetooth: Teknologi Komunikasi Wireless untuk

Layanan Multimedia dengan Jangkauan Terbatas, Elektro Indonesia,

7(36).

[7] Artanto, Dian, 2012, Interaksi Arduno dan Labview, Jakarta:

PT.Elexmedia komputindo.

[8] Djuandi, Feri, 2011, Pengenalan Arduino,

http://tobuku.com/docs/Arduino-Pengenalan.pdf. Diakses pada 30 Mei

2016.

[9] Lazaridis, Giorgos, 2010, How Relays Work,

http://pcbheaven.com/wikipages/How_Relays_Work. Diakses pada 1 Juni

2016.

[10] Sugiyono, 2009, Metode Penelitian Bisnis, Bandung: Alfabeta.

Rancang Bangun dan Implementasi Sistem Pengendali Sakelar ...€¦ · Rancang Bangun dan Implementasi Sistem Pengendali Sakelar Jarak Jauh Memanfaatkan Arduino UNO dan Perangkat Mobile

Documents