Chandra
Eka Diotama H, Helmy Noveka, Sarono Widodo, Bambang Eko S
Jurusan
Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang
Abstrak
Android
merupakan salah satu sistem operasi yang bersifat open source, sehingga dapat
dikembangkan sendiri oleh para pengguna. Berkembangnya Aplikasi android pada
smartphone mendorong untuk membuat sebuah sistem smart house yang digunakan
untuk mengendalikan dan memantau peralatan rumah tangga seperti tangki air dan
lampu taman. Smartphone android berfungsi untuk mengirim dan menerima sinyal
informasi ke dan dari mikrokontroler melalui jaringan ISP dengan menggunakan
modem. Sinyal informasi akan diterjemahkan oleh mikrokontroler ATMega16 dan
memacu relai untuk menghidupkan atau mematikan lampu atau pompa air. Hasil yang
diperoleh berupa sistem smart house yang akan memudahkan pengguna untuk
memantau dan mengatur tangki air dan lampu taman.
Kata
Kunci : android, jaringan ISP,
mikrokontroler, smartphone
Abstract
Android
is one of operating system that is open source, so it can be developed by the
user. Developing aplication of android at smartphone was inovation a smart
house system are used for controlling and monitoring water tank and garden
lighting. Smartphone send and receive informastion signals to and from
microcontroller through the ISP network using a modem.The signal information
will be translated by the microcontroller ATMega16 and it trigger the relay to
turn on or turn off the lights or water pump.The result of project is a smart
house system to be easy the user to monitor and control the water tank and
garden lights.
Keywords : android, ISP network, microcontroller,
smartphone
I. PENDAHULUAN
Penggunaan perangkat atau peralatan rumah biasanya
dilakukan secara manual sehingga cukup menyulitkan jika harus mengontrol satu
persatu peralatan tersebut. Banyak air pada tangki air sering tidak terkontrol
akibat lupa mematikan keran air atau pompa air. Hal tersebut menyebabkan
pemborosan air. Untuk itu, pada beberapa kondisi menggunakan saklar yang
menggunakan pelampung. Dimana pelampung tersebut dapat menghentikan kerja pompa
air, sehingga air tidak meluap.
Pada kondisi yang lain adalah lampu tamandan lampu
teras. Lampu taman dan lampu teras rumah lebih sering digunakan pada malam
hari. Namun ketika pemilik rumah tidak berada di tempat, lampu taman dan lampu
teras tetap menyala. Walau hanya beberapa jumlah lampu, hal tersebut dapat
dikatakan sebagai pemborosan tenaga listrik. Pengendalian lampu taman dan lampu
teras secara umum menggunakan saklar biasa yang harus dinyalakan menggunakan cara
kontak langsung. Untuk mengetahui keadaan lampu dalam keadaan baik atau
tidak diperlukan penglihatan langsung oleh pemilik rumah.
Sistem Smart
House ini dibuat untuk mengetahui setiap data yang berhubungan dengan
tangki air dan lampu taman. Pengendalian dan monitoring dapat dilakukan dalam jarak jauh melalui jaringan ISP. Ketinggian tangki air dan kondisi pompa air
dapat diubah dengan cara memberikan perintah lewat Mobile Phone, begitu pula mengendalikan kondisi lampu taman dan
lampu teras. Kondisi mati menyala lampu dapat diketahui melalui Mobile Phone.
1.1 Mikrokontroler AVR ATMega 16
AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan
Atmel, berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer).
Hampir semua instruksi dieksekusi
dalam satu siklus clock. AVR
mempunyai 32 register general-purpose, timer/counter fleksibel dengan mode
compare, interrupt internal dan eksternal, serial
136
UART, programmable
Watchdog Timer, dan mode power saving,
ADC dan PWM internal. AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash
on-chip yang mengijinkan memori program
untuk diprogram ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial SPI. ATMega16
mempunyai throughput mendekati 1 MIPS
per MHz membuat desainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi daya versus
kecepatan proses.
AVR memiliki kecepatan eksekusi
program yang lebih cepat karena sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu
siklus clock, lebih cepat
dibandingkan dengan mikrokontroler MCS51 yang memiliki arsitektur CISC (Complex Instruction Set Compute) dimana mikrokontroler MCS51 membutuhkan 12 siklus clock
utnuk mengeksekusi 1 instruksi [1].
1.2 Sensor Ultrasonik HC-SR04
Sensor ultrasonik yang digunakan
adalah HC-SR04. Sensor ini dapat mendeteksi jarak dengan menggunakan waktu.
Waktu didapat dengan
membandingkan waktu ketika frekuensi dipancarkan
dan waktu ketika frekuensi diterima sensor. Berikut Gambar 1 adalah sensor
ultrasonik HC-SR04.
Gambar 1 Sensor Ultrasonik HC-SR04
Sensor ultrasonik HC-SR04
memiliki fitur fitur seperti berikut :
1. Membutuhkan
catu daya 5 VDC.
2. Jarak
antara 2 cm hingga 400 cm.
3. Frekuensi
yang dipancarkan sebesar 40kHz.
4. Menggunakan
1 pin I/O dengan level TTL.
Sensor memancarkan sinyal ultrasonik ke satu arah,
ketika dipancarkan sensor memulai menhitung waktu. Pancaran ultrasonik memancar
hingga mencapai objek dan diterima kembali oleh sensor. Kecepetan sinyal
ultrasonik diudara adalah 340 m/s, dengan t adalah selisih waktu antara waktu
sinyal dipancarkan hingga diterima kembali oles sensor, maka jarak (s) dapat
dihitung dengan cara s=340.t/2 [2][3].
1.3 Sensor Arus ACS712-05B
Sensor Arus adalah sensor yang
digunakan untuk mengetahui arus pada sebuah rangkaian dan diubah menjadi sinyal
sehingga dapat dibaca oleh peralatan lain misal mikrokontroler. Sensor Arus
yang digunakan adalah Sensor ACS712-05B. Spesifikasi sensor tersebut adalah
seperti berikut :
1.
Modul Sensor Arus dengan chip ACS712-05B
2.
Catu daya yang digunakan 5V,
3. Terdapat indikator power (LED)
4. Bisa mengukur tegangan DC maupun AC dengan rating maksimal -5A sampai
+5A.
5.
Output sensor sebesar 185mV / A
6.
Pada kondisi 0 Ampere, output
tegangan 2.5V (dengan Vcc=5V)Ukuran PCB: 33 (mm) x14 (mm) [4].
1.4 Converter Wiz110sr
Wiz110sr modul gateway yang
mengkonversi protokol RS-232 ke protokol TCP / IP. Alat ini memungkinkan untuk
memperkecil pengukuran, pengelolaan dan pengendalian perangkat melalui jaringan
berbasis Ethernet dan TCP / IP dengan menghubungkan ke peralatan yang ada
dengan interface serial RS-232. Wsz110SR adalah perangkat yang digunakan untuk
mengkonversi data yang diterima dari perangkat serial menjadi TCP/IP dan begitu
pula sebaliknya[5].
1.5 Access Point
Access Point (AP) adalah perangkat jaringan sebagai media untuk akses informasi dari
perangkat wireless client ke jaringan
komputer (LAN) atau internet (wifi router) dalam suatu lingkup area. Dengan
perangkat access points, maka clients wireless dapat mudah dan cepat
terhubung ke jaringan. Access point
dan router wireless adalah perangkat jaringan wireless untuk memancarkan
sinyal wifi untuk memudahkan pengguna akses ke jaringan komputer.
1.6 CodeVisionAVR
CodeVisionAVR adalah salah satu Software yang digunakan untuk
memprogram AVR. Cara kerja dari CodeVisionAVR
adalah dengan mendownload program yang telah dirancang kedalam IC. CodeVision AVR sendiri telah memiliki User Interface yang HighEnd sehingga
memudahkan penggunanya, selain itu CodeVision AVR juga mempunyai banyak
sekali fitur-fitur yang memang
dikhususkan untuk pemrograman AVR. Kelemahan dari program ini adalah CodeVision AVR masih mengguanakan Low Level Language yang berbasis bahasa
C [6].
137
Didalam CodeVisionAVR terdapat code wizard
yang sangat membantu dalam proses inisaialisasi
register dalam mikrokontroller dan untuk membentuk fungsi-fungsi interupt.
II. METODE PENELITIAN
Perancangan dan implementasi
dilakukan dengan langkah penelitian sebagai berikut:
1. Mendesain sistem smart house untuk mengontrol
dan memantau peralatan tangki air dan lampu taman.
2. Mendesain
dan membuat perangkat lunak
3.
Menginstal dan mengkonfigurasi
jaringan pada sistem smart house.
4. Pengujian
sistem smart house.
2.1 Desain Sistem Smart House
Perancangan dan pembuatan sistem smart house, pada lingkup tangki air, tangki pendam dan dua lampu. Perancangan dan pembuatan sistem smart house seperti ditunjukkan pada
Gambar 2.
Kedua sensor tersebut digunakan untuk mengukur ketinggian air pada dua
tangki yaitu tangki pendam dan tangki atas. Pompa dikendalikan secara otomatis
berdasarkan dengan ketinggian pada tangki atas.
Sedangkan untuk melakukan pemantau dan pengendali
pada lampu taman digunakan Sensor Arus. Sensor Arus digunakan untuk mengetahui
ada atau tidak adanya arus pada rangkaian lampu tersebut.
Ketinggian dan ada tidaknya arus pada rangkaian
lampu dan pompa air digunakan sebagai sumber informasi, yang kemudian
dikirimkan ke smartphone android.
Pada smartphone android menampilkan
informasi berupa ketinggian air pada
tangki atas maupun pendam dan kondisi lampu dalam keadaan menyala atau mati.
2.2 Mendesain
Perangkat Lunak
Perangkat lunak yang dibuat adalah perangkat lunak
pada smartphone android dan perangkat
lunak pada mikrokontroler. Flowchart desain perangkat lunak untuk mengendalikan
dan memantau tangki air seperti pada Gambar 3.
|
Gambar
2 Rancangan Sistem Smart House
|
|
|
Pada
perancangan sistem smart
house ini
|
|
|
terbagi menjadi dua bagian, yaitu sistem smart
|
|
|
house pada tangki
air dan lampu taman.
|
|
|
Gambar 2 merupakan blok diagram pemantau
|
|
|
dan pengendali pada pompa air (tangki air) dan
|
|
|
lampu. Untuk pemantauan dan pengendali pompa
|
Gambar 3
Flowchart Pengendali Tangki Air
|
|
air
menggunakan dua buah
sensor ultrasonik.
|
|
138
Sedangkan flowcart pengendali tangki air melalui
smartphone ditunjukkan pada Gambar 4, dan Gambar 5 adalah flowchart pengiriman
informasi ketinggian air tangki ke android.
Flowchart
desain untuk perangkat lunak pengendalian lampu ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 4 Flowchart
Pengendalian Tangki Air
Dikendalikan Menggunakan Smartphone
Android
Gambar 6 Flowchart
Pengendalian Lampu
2.3 Desain Aplikasi Android
Pada sistem smart
house ini terdapat perangkat smartphone
android yang berfungsi menampilkan informasi yang dikirimkan mikrokontroler
ATMega16. Pada smartphone android
dibuat suatu aplikasi yang mampu menunjang kinerja sistem smart house yang terpasang pada tangki air dan lampu. Aplikasi yang
dibuat tersebut berdasarkan flowcart dari Gambar 3 hingga Gambar 6.
Flowchart
pada Gambar 7 adalah flowchart yang digunakan untuk menghubungkan aplikasi android dengan
sistem mikrokontroler yang terpasang pada sistem smart house.
Gambar 5 Flowchart
Pengiriman Informasi Ketinggian
Air pada
Tangki Air ke Android Gambar 7 Flowchart Aplikasi Android
139
Pada Gambar 8 adalah tampilan smartphone yang digunakan untuk mengendalikan tangki air dan lampu.
Pada tampilan dapat menampilkan informasi tentang ketinggian tangki air pada
tangki atas maupun tangi pendam dan keadaan lampu dalam keadaan menyala atau
mati. Ketinggian air pada tangki atas dan tangki pendam ditampilkan dengan
bentuk persentase.
Keadaan lampu ditampilkan dengan indikator, bila
lampu dalam keadaan mati maka indikator berwarna putih dan bila lampu dalam
keadaan menyala indikator berubah warna menjadi kuning. Pada tampilan ini
terdapat tombol yang digunakan untuk menyalakan dan mematikan lampu.
Pada halaman ini terdapat dua tombol yang berada dibawah
yaitu tombol “About” dan tombol “Exit.
Gambar 8 Tampilan Smartphone Pengendalian Tangki Air Dan
Lampu
Hasil pembuatan tampilan pada smartphone android
seperti pada Gambar 9.
2.4 Pembuatan Sistem Smart House
Sistem smart house yang telah
dirancang di buat ke dalam sistem dengan bentuk konfigurasi dan tata letak
perangkat seperti pada Gambar 10.
Gambar 10 Sistem Smart House
2.5 Pengujian Sistem Smart House
Pengujian sistem diawali dengan
melakukan pengujian sensor. Langkah pengujian adalah sebagai berikut:
1. Hubungkan
sensor dengan mikrokontroler
2.
Ukur perbedaan antara pengukuran
menggunakan centimeter dengan pengukuran dengan menggunakan sensor per 10%
perbedaan ketinggian air.
3.
Pengujian dilakukan pada dua
tangki yaitu pada tangki atas dan tangki pendam. Tangki atas jarak 32 cm dari
dasar tangki dengan sensor dan jarak tangi pendam 43 cm dari
dasar
tangki dengan sensor.
Selanjutnya diuji sensor arus untuk mengetahui kondisi lampu taman.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Hasil Pengujian
Hasil dari pengujian sensor untuk
ketinggian air tangki dan arus pada lampu taman adalah sebagai berikut:
1.
Pengujian sensor ketinggian air
tangki yang meliputi pengujian sensor ketinggian tangki atas dan tangki pendam.
Hasil pengujian ini seperti ditunjukkan pada Tabel 1 dan Tabel 2.
Gambar 9 Tampilan Aplikasi Android untuk
Monitoring dan Pengendalian Tangki Air dan Lampu
140
TABEL 1
PENGUJIAN SENSOR KETINGGIAN TANGKI ATAS
|
Pengukuran
|
Hasil
|
Hasil
|
Perbeda
|
%error
|
|
mengguanak
|
pengukuran
|
penguk
|
an
|
|
|
an
penggaris
|
menggunakan
|
uran
|
hasil
|
|
|
|
penggaris
dalam
|
pada
|
penguk
|
|
|
|
%
|
android
|
uran
|
|
|
5,7 cm
|
11,5 %
|
10 %
|
1,5
|
13,04 %
|
|
6,7 cm
|
20,9 %
|
20 %
|
0,9
|
4,3 %
|
|
9,7 cm
|
30,3 %
|
30 %
|
0,3
|
0,99 %
|
|
13 cm
|
40,62 %
|
40 %
|
0,62
|
1,55 %
|
|
16 cm
|
50 %
|
50 %
|
0
|
0 %
|
|
18,8 cm
|
58,7 %
|
60 %
|
1,3
|
2,2 %
|
|
22 cm
|
68,75 %
|
70 %
|
1,25
|
1,81 %
|
|
24,9 cm
|
77,8 %
|
80 %
|
2,2
|
2,82 %
|
|
28 cm
|
87,5 %
|
90 %
|
2,5
|
2,85 %
|
TABEL 2
PENGUJIAN SENSOR KETINGGIAN TANGKI PENDAM
|
Pengukuran
|
Hasil
|
Hasil
|
Perbed
|
%error
|
|
menggunaka
|
pengukuran
|
pengukur
|
aan
|
|
|
n penggaris
|
menggunak
|
an pada
|
hasil
|
|
|
|
an
|
android
|
penguk
|
|
|
|
penggaris
|
|
uran
|
|
|
|
dalam %
|
|
|
|
|
5 cm
|
11,26 %
|
10 %
|
1,26
|
11,19 %
|
|
9,1 cm
|
21,16 %
|
20 %
|
1,16
|
5,48 %
|
|
13,1 cm
|
30,46 %
|
30 %
|
0,46
|
1,51 %
|
|
17, 3 cm
|
40,23 %
|
40 %
|
0,23
|
0,57 %
|
|
21,2 cm
|
49,3 %
|
50 %
|
0,7
|
1,41 %
|
|
25,5 cm
|
59,3 %
|
60 %
|
0,7
|
1,18 %
|
|
29,5 cm
|
64,13 %
|
70 %
|
5,87
|
9,1 %
|
|
33,7 cm
|
78,37 %
|
80 %
|
1,63
|
2,07 %
|
|
38,5 cm
|
89,53 %
|
90 %
|
0,47
|
0,52 %
|
TABEL 4
PENGUJIAN SENSOR ARUS PADA POMPA
3.2 Pembahasan
Hasil pengujian pada sensor
ultrasonik pada kedua tangki, yaitu tangki atas dan tangki pendam. Persentase
ketinggian didapatkan dengan cara :
Untuk menghitung %error antara hasil pengukuran
manual dengan hasil pengukuran dengan menggunakan sensor dapat dilakukan dengan
cara :
2. Pengujian Sensor Arus
Hasil pengujian sensor arus ini
adalah Pengujian ini membandingkan perintah yang diberikan dari smartphone
dengan indikator yang terdapat pada smartphone.
TABEL 3
PENGUJIAN SENSOR ARUS PADA LAMPU
%error pada Tabel 1 dan Tabel 2
diisikan pada kolom perbedaan hasil pengujian dalam %. Berdasarkan hasil
pengukuran secara manual dengan pengukuran menggunakan sensor tidak jauh
berbeda namun terdapat beberapa titik pengukuran yang memiliki hasil dengan
hasil %error tinggi.
Dari hasil setiap pengujian
didapatkan nilai rata–rata %error
dengan cara :
a. Pada
tangki atas didapatkan %error :
b. Pada
tangki pendam didapatkan %error :
141
Berdasarkan hasil pengukuran
menggunakan sistem, nilai tidak jauh berbeda dengan hasil pengukuran, namun
pada beberapa titik pengukuran terdapat hasil yang berbeda. Besar rata–rata error pada hasil pengukuran dengan
menggunakan sistem yaitu 3,284% pada tangki atas dan 3,67% pada tangki pendam.
IV. KESIMPULAN
Dari hasil pembuatan sistem smart
house berbasis android ini dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1.
Smartphone android dapat terhubung dengan sistem mikrokontroler dan mampu membaca
persentase ketinggian air pada tangki air.
2.
Sistem smart house mampu menyalakan dan mematikan lampu dengan menggunakan
perintah pada smartphone Android.
3.
Besar rata–rata error pada hasil pengukuran dengan
menggunakan sistem yaitu 3,284% pada tangki atas dan 3,67% pada tangki
pendam.Ini menunjukkan bahwa antara keadaan yang sesungguhnya dengan yang
terukur menggunakan sistem smart house
relatif memiliki perbedaan yang kecil.
.
DAFTAR PUSTAKA
[1]
___, Datasheet Atmega16, San Jose: Atmel, Corporation,
2010.
[2]
___, Datasheet HC-SR04, Elecfreaks, 2010.
[3]
___, HC-SR04 User Guide, Elecfreaks, 2012.
[4]
___, Datasheet ACS712, Allegro MicroSystems
Corporation, 2008.
[5]
___, Datasheet Wiznet110SR, Wiznet
Corporation, 2008.
[6]
Musbikhin,
“Codevision AVR C Compiler”, 2012, http://www.musbikhin.com/ codevision-avr-c-compiler, unduh 13
Maret 2014.
142
0 komentar:
Post a Comment