Papan atau rumah merupakan kebutuh primer manusia yang menyediakan tempat hidup bagi para pemiliknya. Dengan menggunakan mikrokontroler arduino untuk membuat konsep Smart Home sebagai alat bantu pengendali rumah beserta keamanannya yang diharapkan dapat memberikan kenaikan kualitas hidup bagi para penghuninya. Sistem mikrokontroler akan dilengkapi multisensor dan sebuah modul bluetooth untuk kontrol manualnya. Hasil yang didapatkan dapat dibilang memuaskan selama jarak kontrol bluetooth tidak melebihi 9m, hasil pembacaan dari sensor juga terbilang akurat meski sangat dipengaruhi tata letak dari sensor tersebut.  

Wijaya, Muhamad Adi

Yuliantari, Risky Via

English

Jurnal Universitas Tidar

PROSIDING SEMINAR NASIONAL RISET TEKNOLOGI TERAPAN: 2021.  e-ISSN:2747-1217    RANCANGAN KONSEP SMARTHOME MENGGUNAKAN ARDUINO SEBAGAI SISTEM KEAMANAN DAN PENGENDALI ALAT RUMAH   Muhamad Adi Wijaya1, Risky Via Yuliantari2 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Tidar  muhamad.adi.wijaya@students.untidar.ac.id1, rviay@untidar.ac.id2  ABSTRAK Papan atau rumah merupakan kebutuh primer manusia yang menyediakan tempat hidup bagi para pemiliknya. Dengan menggunakan mikrokontroler arduino untuk membuat konsep Smart Home sebagai alat bantu pengendali rumah beserta keamanannya yang diharapkan dapat memberikan kenaikan kualitas hidup bagi para penghuninya. Sistem mikrokontroler akan dilengkapi multisensor dan sebuah modul bluetooth untuk kontrol manualnya. Hasil yang didapatkan dapat dibilang memuaskan selama jarak kontrol bluetooth tidak melebihi 9m, hasil pembacaan dari sensor juga terbilang akurat meski sangat dipengaruhi tata letak dari sensor tersebut.  Kata kunci : rumah, sistem, mikrokontroler, modul bluetooth, multi sensor  ABSTRACT House is one of the primary needs that human used for living and assuring their safety when living. Using the arduino microcontroller to make a Smart Home Concept for utilizing and maximizing the home furniture efficiency  in order to giving the inhabitant an upgrade on their life quality. The Microcontroller sytem will be paired up with multisensor and some bluetooth module for manual controlling of the house. Based on the result, the system can manually controlled by bluetooth module, and the sensor works fine, but can be affected by the sensor placement itself.  Keyword: arduino, microcontroller, smart home, bluetooth, sensor  PENDAHULUAN Dengan perkembangan teknologi yang cukup pesat di masa sekarang, pekerjaan-pekerjaan manusia pun juga ikut terbantu dengan adanya teknologi tadi, bukan hanya pekerjaan namun sekarang kian merambat ke aktivitas manusia yang dapat meningkatkan kualitas hidup mereka, salah satunya adalah otomasi rumah atau dikenal sebagai Smart Home. Dengan adanya otomasi rumah ini bukan hanya kenyaman yang didapat para penggunanya namum juga keamanan, smart home sendiri mempunyai definisi sebagai pengintergrasian sebuah ruang hidup (rumah) dengan sistem automasi[1].  Pada pengembangan otomasi rumah ini, input perintah didapatkan dari sensor sehingga dapat dihasilkan sistem otomasi rumah yang dapat bekerja secara otomatis tanpa adanya kontrol dari user atau pengguna sama sekali.   Penerapan sistem Smart Home ini akan menggunakan mikrokontroller arduino uno yang akan dihubungkan ke sensor sebagai penyedia input. Pada sistem ini terdapat 3 (tiga) buah sensor yaitu sensor suhu sebagai pendeteksi suhu ruangan serta sensor PIR dan LDR sebagai sensor cahaya.   PROSIDING SEMINAR NASIONAL RISET TEKNOLOGI TERAPAN: 2021.  e-ISSN:2747-1217    METODE Dalam mengembakan konsep smart home  ini, akan digunakan metode pembuatan prototype. Pengembangan prototype terdapat beberapa langkah yang harus ditempuh[2]. adapun langkah-langkah yang harus ditempuh dalam pembuatan prototype, yaitu  Yang pertama Identifikasi Kebutuhan Pemakaian.Dalam pengembangan konsep smart home ini, ruang lingkup yang akan di cover adalah 2 kamar tidur, dan 1 buah pintu utama yang terhubung dengan ruang tamu dan 1 buah pintu yang terhubung dengan garasi. Kedua membuat prototype. Dalam pembuatan konsep smart home  ini digunakan Arduino Uno, sensor Passive Infra Red (PIR), sensor cahaya, sensor suhu, dan sebuah modul bluetooth HC-06. Ketiga adala menguji prototype. Dalam proses ini, pengujian akan dilakukan langsung pada rumah yang telah dipilih. Dengan uji coba trial and error sesuai dengan data yang akan didapatkan nanti. Selanjutnya memperbaiki prototype.Setelah melakukan pengujian pada lokasi yang dipilih, berdasarkan data yang telah didapatkan tadi prototype akan direvisi agar dapat menghasilkan  output yang diinginkan.Terakhir adalah mengembangkan versi produk. Dalam kata lain merupakan finishing  atau tahap terakhir dalam menyelesaikan prototype.  Secara sederhana sistem yang akan dibuat akan ditunjukkan pada Gambar 1.   Gambar 1. Skema Sistem  Di mana Arduino akan mendapat input dari LM 35, LDR ,sensor PIR, dan modul bluetooth HC06. Dapat dilihat bahwa dalam sistem, hanya buzzer yang menjadi output, sementara tiga sensor menjadi input berserta dengan modul bluetooth.    Secara singkat berikut penjelasan tentang komponen-komponen yang digunakan,   Arduino Uno seperti terlihat pada Gambar 2. merupakan mikrokontroller entry level  yang dibuat oleh Arduino. Mikrokontroller ini memiliki bahasa pemgroman tersendiri yang syntax atau grammar penulisannya mirip dengan bahasa pemrograman C. Arduino Uno menggunakan chip ATMega328, memiliki 14 pin digital input/output dengan enam pin diantaranya dapat dijadikan output Pulse-Width Modulation(PWM), enam pin input analog,16 Mhz resonator keramik (CSTCE16MOV53-RO), mendukung koneksi Universal Serial Bus (USB), mempunyai sebuah power jack, mempunyai header untuk melakukan In-Circuit Serial Programming(ICSP) dan sebuah tombol reset. Berikutnya adalah sensor suhu LM35, Gambar 2. Arduino Uno PROSIDING SEMINAR NASIONAL RISET TEKNOLOGI TERAPAN: 2021.  e-ISSN:2747-1217       Sensor Suhu LM 35 seperti terlihat pada gambar 3, merupakan sensor suhu yang mengubah perubahan temperatur menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya, sensor suhu juga memiliki tegangan ideal sebagai outputnya yaitu perbandingan 100°C setara 1V, sehingga misalkan pengkonversian suhu 1°C ke tegangan maka akan keluar tegangan output sebesar 10mV. Setelah sensor suhu LM35, ialah sensor Passive Infra Red (PIR).   Gambar 4. Sensor PIR Sensor PIR seperti terlihat pada gambar 4, hanya memberikan 2 logika berupa LOW dan HIGH sehingga kita dapat mengaplikasikannya dengan fleksibel. Sensor ini tidak seperti sensor-sensor infrared lainnya, PIR tidak memancarkan apapun seperti IR LED, karena sesuai namanya yaitu passive, sensor PIR hanya merespon energi dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki oleh benda-benda yang terdeteksi olehnya. Sensor PIR juga hanya akan mendeteksi benda dengan suhu diatas 0 mutlak, dan umumnya hanya manusia saja yang dapat terdeteksi dikarenkan sensor PIR memilki IR FILTER, yang menyaring panjang gelombang sinar infra mereah pada range 8 – 14 mikrometer, sehingga gelombang manusia yang ada pada range 9 – 10 mikrometer akan dapat tertangkap oleh sensor. Berikutnya ada sebuah sensor cahaya atau Light Dependant Resistor (LDR), bentuk LDR ditunjukkan pada Gambar 5.             Merupakan sebuah resistor yang nilai hambatannya berubah-ubah berdasarkan dengan cahaya yang mengenai LDR. LDR biasanya dibuat menggunakan Cadmium Sulfida. Cadmium Sulfida sendiri merupakan senyawa anorganik yang bersifat semikonduktor.   Gambar 6. Buzzer Selanjutnya terdapat  buzzer seperti yang terlihat pada Gambar 6. Merupakan komponen elektronika yang fungsinya identik dengan loud speaker yaitu merubah listrik menjadi getaran yang menghasilkan suara. Getaran ini terjadi melalui sebuah kumparan yang dialiri oleh sebuah arus listrik, karena terdapat arus listrik yang mengaliri kumparan tadi, maka akan terjadi peristiwa elektromagnetik yang menyebabkan kumparan tadi tertarik ke dalam ataupun keluar tergantung oleh polaritas yang dimiliki oleh magnet, setiap gerakan tadi membuat diagfragma pada buzzer ikut bergerak bolak-balik menggetarkan  Gambar 3. Sensor Suhu LM35 Gambar 5. Light Dependant Resistor  PROSIDING SEMINAR NASIONAL RISET TEKNOLOGI TERAPAN: 2021.  e-ISSN:2747-1217    udara. Udara yang ikut digetarkan tadi akan membuat sebuah suara. Terakhir adalah sebuah modul bluetooth yang menjembatani koneksi arduino dengan smartphone.  Gambar 7. Modul Bluetooth yang sudah dihubungkan ke Arduino Uno Bluetooth module merupakan module koneksi nirkabel pada frekuensi 2.4GHz dengan default koneksi hanya sebagai SLAVE.Module Bluetooth ini sangat mudah digunakan dengan mikrokontroler untuk membuat aplikasi wireless. Jarak efektif module Bluetooth sebesar 10 meter, meskipun dapat mencapai lebih dari 10 meter tetapi kualitas koneksi akan berkurang[3].  HASIL DAN PEMBAHASAN Pada tahap ini akan dilakukan pengujian prototype sistem yang sudah dibuat tadi, komponen-komponen akan diuji dan akan diambil datanya.  Pada Penelitan [4], yang menggunakan buzzer dan sensor PIR sebagai kombinasi sistem keamanan pada konsep smart home ini, didapatkan hasil bahwa sensor PIR dapat bekerja sebagaimana mestinya, saat sistem diaktifkan dan sebuah tes dilakukan di mana seseorang berjalan melalui area yang sudah dicover oleh sensor PIR dapat diteksi dengan baik dengan catatan bahwa penempatan sensor harus pada tempat yang pada skenario terburuk pun tidak akan tertutup oleh sebuah obstacle atau halangan. Jarak dari area yang tercover oleh sensor PIR ini maksimal adalah sekitar 5 (lima) meter. Meskipun begitu seperti yang disinggung sebelumnya bahwa penempatan sensor sangat berpengaruh pada hasuil yang diberikan, ini bisa dilihat pada percobaan pada jarak 3,5 meter terdapat ketidak konsistensian dari sensor PIR dalam mendeteksi gerakan manusia. Adapun hasil ujicoba dari sensor PIR pada penelitan [4], yaitu   Tabel 1. Tabel Hasil Uji Coba Sensor PIR dari Penelitan [4] Jarak (Meter) Uji Coba ke-1 Uji Coba ke-2 Uji Coba ke-3 0,5 ON ON ON 1 ON ON ON 1,5 ON ON ON 2 ON ON ON 2,5 ON ON ON 3 ON ON ON 3,5 ON ON - 4 - - ON 4,5 - ON ON 5 ON ON ON 5,5 - ON - 6 - - - 6,5 - - - 7 - - -  Pada Penelitian [5] yang menggunakan modul bluetooth yang nanti akan dikoneksikan ke smart phone sebagai input untuk sistem smart home. Pada penelitian ini digunakan sebuah Diagram Use Case sebagai berikut. Adapun pengertian dari Use Case Diagram, yaitu abstraksi dari interaksi antara sistem dan actor. Use case bekerja dengan cara mendeskripsikan tipe interaksi antara user dalam sebuah sistem dengan sistemnya sendiri melalui sebuah cerita bagaimana sistem itu dipakai.[5] Adapun use case yang dipakai pada penelitian [5], yaitu   PROSIDING SEMINAR NASIONAL RISET TEKNOLOGI TERAPAN: 2021.  e-ISSN:2747-1217     Gambar 2. Use Case Diagram pada penelitan [5] Dengan konsep mematikan dan menghidupkan lampu menggunakan smartphone yang terhubung dengan mikrokontroler menggunakan module bluetooth, tentu ada aplikasi (APK atau Application Package File pada android) khusus yang menjembatani antara mikrokontroler dengan smart phone. Berikut user interface dari APK yang ada pada penelitan [5].   Gambar 3. User interface APK yang digunakan pada penelitan [5]. Pada posisi smartphone belum terhubung ke mikrokontroler karena belum tersambung melalui bluetooth, maka pada aplikasi tersebut akan tertulis ‘Sambungkan’, menandakan smartphone belum terhubung dengan mikrokontroler. Ketika smartphone telah tersambung menggunakan bluetooth maka keterangan ‘Sambungkan’ akan berganti menjadi ‘Terhubung’. Tabel 2. Hasil Penelitan  No. Jenis  Kondisi Peralatan On Off 1 Lampu 1 Berhasil Berhasil 2 Lampu 2 Berhasil Berhasil 3 Lampu 3 Berhasil Berhasil 4 Lampu 4 Berhasil Berhasil 5 On / Off All Berhasil Berhasil  Penelitan [5] dapat dikatakan berhasil karena dalam pengujian tidak megalami kendala, sehingga dapat disimpulkan bahwa kontrol lampu menggunakan smartphone yang digunakan pada arduino yang dihubungkan melalui modul bluetooth tidak memiliki persyaratan khusus seperti sensor PIR yang sangat rawan terkena variabel-varaibel penganggu. Hal yang harus diperhatikan tentang modul bluetooth ini mungkin adalah jarak maksiml yang bisa dicapai oleh modul bluetooth ini. Pada penelitan [5], jarak maksimal yang disarankan ialah 10 meter, meski modul bluetooth masih dapat tersambung dengan smartphone pada jarak lebih dari 10 meter, namun kualitas koneksi yang didapat akan makin berkurang.  Pada penelitian [6] yang menggunakan sensor LM35 dan sensor cahaya (LDR) dapat dikatakan bahwa kedua sensor berjalan dengan baik, pada penelitian ini juga menggunakan sensor yang sama seperti pada penelitan [4] yang menggunakan sensor PIR, hasil dari uji sensor PIR juga sama yaitu setelah memasuki uji coba 5 meter keatas, sensor PIR tidak bisa mendeteksi gerakan yang dibuat manusia, sehingga data yang didapat bahwa sensor PIR hanya mampu mendeteksi gerakan manusia pada jarak 5 meter dikatakan valid. Adapun hasil ujicoba sesor suhu LM 35 dan sensor cahaya LDR secara urut sebagai berikut,   Tabel 3. Hasil Uji Sensor Suhu LM 35  Waktu (menit) Suhu (°C) Error (%) Kalibrator Display Monitor 1 27 26 3.7 2 27 27 0 3 27 27 0 4 27 28 3.7 5 27 27 0 6 27 26 3.7 PROSIDING SEMINAR NASIONAL RISET TEKNOLOGI TERAPAN: 2021.  e-ISSN:2747-1217    7 27 28 3.7 8 27 27 0 9 28 28 0 10 28 29 3.6 Rata- Rata 27.2 27.3 1.8  Hasil didapatkan dengan membandingkan kalibrator dan sensor suhu LM35 yang dihubungkan ke display monitor. Hasil yang terbaca terbilang akurat karena persentase eror yang rendah dan rata-rata yang terhitung mempunyai selisih kecil yaitu 0,1. Perlu diperhatikan juga bahwa alat kalibrasi lebih lambat saat memberikan output daripada display monitor dikarenakan scalling data dari alat kalibarasi lebih kompleks dibandingkan display monitor.   Tabel 4. Uji Hasil Sensor LDR  Keadaan Lingkungan (Jam) Tegangan (mV) Respon Terhadap Lampu 07.00 0.1654 OFF 09.00 0.1654 OFF 12.00 0.1654 OFF 14.00 0.1654 OFF 16.00 0.8654 OFF 17.00 1.165 OFF 18.00 2.320 ON 19.00 4.820 ON  Dengan melihat data yang didapat bahwa pada jam 16.00 sensor LDR mulai naik tegangannya dan pada jam 18.00 sensor LDR baru mengijinkan lampu untuk hidup, mungkin terjadi keterlambatan, karena pada jam 17.00 normalnya lampu sudah harus hidup. Lampu baru akan mulai menyala ketika tegangan 2,3 V atau lebih.   Pada Penelitan [7] dimana pada penelitian ini menghubugkan stopkontak dengan arduino, sehingga ketika sensor LDR memberikan input bahwa hari sudah mulai gelap stop kontak akan hidup dengan otomatis dan menghidupkan lampu yang terhubung dengannya. Sedikit berbeda dengan penelitian [6], dimana di sini LDR dikonversikan menjadi sebuah data bit digital yang tehubung dengan arduino, sehingga memeliki keunggulan dimana jika pada penelitian [6] pada jam 18.00 lampu baru bisa menyala. Sehingga dengan pengkoversian output LDR, sistem bisa lebih fleksibel dan bisa lebih akurat. Berikut tabel pengkonversian dari Penelitian[7].    Tabel 5. Tabel Output LDR ke Digital. No Keadaan Cahaya Konversi Analog ke Digital (Bit/s) 1 Terang  600 – 750 2 Agak Terang 450 – 599  3 Agak Gelap 250 – 449 4 Gelap 0 – 245   Dengan trigger pada 250 bit/s, ketika pada kondisi agak gelap maka otomatis sistem akan menyalakan lampu yang terhubung dengan stopkontak. Namun pada penelitian [7] ini sensor LDR tidak bekerja sendiri, sensor ini bekerja sama dengan sensor PIR yang akan menjadi penentu akhir di mana lampu akan hidup atau tidak. Jika sensor PIR tidak mendeteksi adanya manusia pada ruangan maka meskipun LDR memberi output 250 bit/s atau lebih namun tidak ada manusia, maka lampu tetap akan mati. Adapun hasil pengujiandari penelitian [7], yaitu   Tabel 5. Hasil Pengujian Sensor PIR dan Sensor LDR   No Sensor PIR LDR (bit/s) Lampu 1 Mendeteksi Manusia >250 Mati 2 Mendeteksi Manusia =250 Nyala 3 Mendeteksi Manusia <250 Nyala 4 Tidak Mendeteksi Manusia >250 Mati 5 Tidak Mendeteksi Manusia =250 Mati 6 Tidak Mendeteksi Manusia <250 Mati  Dengan adanya kombinasi dari sensor PIR dan LDR (yang outputnya dikonversi) ini membuat ke-efisienan dari sistem akan makin naik, dengan adanya harapan bahwa selain menghemat tagihan listrik dapat menjadi sistem yang mempermudah kehidupan penghuni rumahnya.  PROSIDING SEMINAR NASIONAL RISET TEKNOLOGI TERAPAN: 2021.  e-ISSN:2747-1217    SIMPULAN Dengan penelitian yang telah dilakukan, dapat diambil beberapa kesimpulan yaitu, sensor PIR hanya dapat medeteksi gerakan manusia dalam radius area seperti cone atau kerucut denga jarak 5 meter, penempatan sesor ini juga sangat krusial untuk menberikan hasil yang konsisten. Sensor LDR juga berjalan dengan baik, namun pengkonversian  output dari LDR dan mengkombinasikannya atau memasangkannya bersama dengan sensor PIR sebagai penghidup lampu otomatis dapat memberikan tingkat ke-efesienan yang lebih signifikan daripada membuat LDR bekerja sendirian terutama jika tidak mengkonversi outputnya. Sensor LM35 juga berjalan dengan baik dan tanpa kendala walau terdapat eror, namun eror yang dihasilkan bisa dibilang sangat kecil. Sementara untuk modul bluetooth bisa dibilang sangat cocok dipasangkan dengan  menggunakan arduino karena minimnya masalah yang ada.   DAFTAR PUSTAKA [1] R. J. Robles and T. Kim, “Applications, Systems and Methods in Smart Home Technology: A Review,” Int. J. Adv. Sci. Technol., vol. 15, p. 12, 2010.  [2] A. Kadir, Pengenalan Sistem Informasi Edisi Revisi. Unpublished, 2014.  [3] E. T. Setiawan, “PENGENDALIAN LAMPU RUMAH BERBASIS MIKRONTROLER ARDUINO MENGGUNAKAN SMARTPHONE ANDROID,” p. 8.  [4] A. S. Ramadhan and L. B. Handoko, “RANCANG BANGUN SISTEM KEAMANAN RUMAH BERBASIS ARDUINO MEGA 2560,” p. 10.  [5] M. Muslihudin, W. Renvillia, A. Andoyo, and F. Susanto, “IMPLEMENTASI APLIKASI RUMAH PINTAR BERBASIS ANDROID DENGAN ARDUINO MICROCONTROLLER,” vol. 1, p. 9, 2018.  [6] A. A. Marzuki, “PROGRAM STUDI TENIK ELEKTRO FAKULTAS TENIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SUMATERA UTARA MEDAN,” p. 89.  [7] E. Desyantoro, A. F. Rochim, and K. T. Martono, “Sistem Pengendali Peralatan Elektronik dalam Rumah secara Otomatis Menggunakan Sensor PIR, Sensor LM35, dan Sensor LDR,” J. Teknol. Dan Sist. Komput., vol. 3, no. 3, p. 405, Aug. 2015, doi: 10.14710/jtsiskom.3.3.2015.405-411.   

RANCANGAN KONSEP SMARTHOME MENGGUNAKAN ARDUINO SEBAGAI SISTEM KEAMANAN DAN PENGENDALI ALAT RUMAH

https://jurnal.untidar.ac.id/index.php/senaster/article/download/3820/1997

RANCANGAN KONSEP SMARTHOME MENGGUNAKAN ARDUINO SEBAGAI SISTEM KEAMANAN DAN PENGENDALI ALAT RUMAH

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Jurnal Universitas Tidar