PEMANFAATAN VOICE RECOGNITION PADA TELEPON GENGGAM
BERBASIS ANDROID SEBAGAI KENDALI PERANGKAT
ELEKTRONIK
Yohanes Wahono1) Harianto2) Madha Christian Wibowo3) Program Studi/Jurusan Sistem Komputer
STMIK STIKOM Surabaya Jl. Raya KedungBaruk 98 Surabaya, 60298
Email: 1)yohaneswahono@gmail.com, 2)Harianto@stikom.edu, 3)Madha@stikom.edu
Abstract: Everyone is always busy with daily routine activities. For example, in the morning had to turn off the
lights and turn on the lights in the evening. Current technological developments in the field of advanced electronics, such as a wireless device can replace the role of cable in controlling electronic devices. From the voice input technology, Android and wireless researchers want to create a system that allows an Android-based mobile phone to be used as control devices for controlling multiple electronic devices that contained electronic equipment in the home, such as lights, electronic door locks and fences with motor. With this system, the routines of daily activities can be made more comfortable. Android programs are created to take advantage of Google Voice features to be use as input so that Android can send and receive serial data from the microcontroller. Command from the Android is used as a command to control electronic devices.
Keywords: Android, Voice Recognition, AVR, wireless, Google Setiap orang selalu disibukkan dengan
kegiatan rutinitas sehari-hari. Misalnya pada pagi hari harus mematikan lampu dan pada malam harinya menyalakan lampu. Berikutnya pada saat membuka dan mengunci pintu ketika ingin keluar atau masuk ke rumah, atau membuka dan menutup pagar ketika ingin bepergian keluar rumah. Ada saatnya ketika rumah dalam keadaan kosong, tetapi ada peralatan yang lupa dimatikan seperti lampu yang mengakibatkan pemborosan energi.
Pada umumnya orang menggunakan perantara kabel untuk mengendalikan perangkat elektronik. Saat ini perkembangan teknologi di bidang elektronika sudah maju, seperti adanya perangkat wireless yang dapat menggantikan peranan kabel dalam mengendalikan perangkat elektronik. Perangkat wireless tersebut menggunakan teknologi infra merah, radio frekuensi, sampai dengan telepon genggam.
Pada awalnya telepon genggam hanya digunakan untuk membantu komunikasi dengan pertukaran suara. Sekarang telepon genggam digunakan untuk berbagai macam kebutuhan multimedia dan sosial. Telepon genggam sekarang memiliki berbagai macam sistem operasi. Salah satu sistem operasi telepon genggam adalah sistem operasi Android. Android merupakan suatu sistem operasi telepon genggam yang berbasis Linux dan
Pada sistem operasi Android terdapat aplikasi untuk melakukan input suara yaitu Google voice input. Google voice input merupakan aplikasi bawaan dari sistem operasi Android yang bisa dimanfaatkan untuk berbagai macam keperluan misalnya untuk mengetik SMS dan melakukan pencarian online hanya dengan inputan suara. Untuk menjalankan aplikasi ini, telepon genggam membutuhkan koneksi internet. Agar bisa menjalankan aplikasi ini, telepon genggam membutuhkan koneksi internet yang didapat melalui jaringan WiFi atau jaringan dari provider yang digunakan. Untuk mendapatkan jaringan WiFi telepon genggam berbasis Android harus terhubung dengan access point.
Dari teknologi voice input, Android dan wireless peneliti ingin membuat suatu sistem yang memungkinkan sebuah telepon genggam berbasis Android untuk dijadikan alat kendali perangkat elektronik untuk mengendalikan beberapa peralatan elektronik yang terdapat di rumah, seperti lampu, kunci pintu elektronik dan pagar bermotor. Dengan adanya sistem ini maka kegiatan rutinitas sehari-hari dapat dilakukan dengan lebih nyaman. Pemanfaatan Google voice input akan mempermudah dalam penggunaan aplikasi telepon genggam berbasis Android. Dalam penggunaan perangkat pun akan menjadi lebih mudah karena JCONES Vol. 2, No. 1 (2013) 35-42
Journal of Control and Network Systems
Situs Jurnal : http://jurnal.stikom.edu/index.php/jconetempat pengendalian perangkat seperti saklar lampu.
METODE
Pengerjaan Tugas Akhir ini dapat terlihat jelas dari blok diagram yang tampak pada Gambar 3.1. Blok diagram tersebut menggambarkan proses dari input suara hingga perintah ke aktuator. Terdapat beberapa komponen penting pada blok diagram tersebut antara lain adalah telepon genggam berbasis android, wireless access point, microcontroller, dan rangkaian relaydriver.
Gambar 1. Blok Diagram Sistem
Dari Gambar 1. Merupakan proses dari pengambilan input suara sampai dengan penggerakan aktuator.
Telepon genggam menerima inputan suara dari pemakai dan mengirimkan sinyal perintah kepada microcontroller untuk menyalakan atau mematikan suatu perangkat melalui WiFi.
Accespoint menerima sinyal perintah dari telepon genggam dan meneruskannya ke usb to serial gateway melalui jalur ethernet.
USB to serial gateway menerima sinyal perintah dari accesspoint melalui jalur ethernet dan mengubah sinyal perintah tersebut menjadi sinyal serial agar dapat di terima oleh microcontroller.
Microcontroller menerima sinyal dari telepon genggam dan mengirimkan perintah dari telepon genggam untuk menggerakan aktuator yang terhubung dengan peralatan yang ada di rumah.
Aktuator digunakan untuk mengatur peralatan yang ada. Setelah menerima sinyal perintah dari microcontroller, maka aktuator akan mengaktifkan atau menonaktifkan relay. Aktuator itu sendiri terdiri dari rangkaian relay-relay. Setiap relay terhubung dengan satu macam alat misalnya lampu atau alat pengunci pintu.
Rangkaian sensor menerima inputan dari peralatan yang ada dirumah dan memberitahukan keadaan dari setiap alat yang dikendalikan kepada microcontroller agar informasi tersebut dapat diteruskan ke telepon genggam sehinga user dapat mengetahui keadaan dari alat.
Perancangan Perangkat Keras
Perangkat keras yang diperlukan guna mendukung kelancaran sistem antara lain terdiri dari rangkaian relay driver, rangkaian sensor, rangkaian max232, modul WIZ110SR serta penggunaan rangkaian minimum system.
Rangkaian Minimum System
Pada penelitian ini menggunakan microcontroller sebagai alat pengendali sistem.Microcontroller yang digunakan adalah
AVR ATmega32.Untuk menjalankan
microcontroller dibutuhkan rangkaian minimum system.Rangkaian minimum system adalah rangkaian dasar yang dibutuhkan microcontroller agar dapat berfungsi.
Untuk menjalankan microcontroller diperlukan rangkaian minimum system. Rangkaian minimumsystemmicrocontroller terdiri dari rangkaian reset, rangkaian oscillator, dan rangkaian regulator. Tegangan inputnya 12v akan diregulasi menjadi 5v oleh regulator. Untuk skematik rangkaian minimum system dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Rangkaian Microcontroller Pada Gambar 3.2 dapat dijelaskan bahwa crystal yang digunakan adalah 11.0592MHz untuk meminimalkan error yang terjadi dan sumber tegangan yang digunakan untuk microcontroller adalah 5v
.
Rangkaian Sensor Input
Pada rangakaian sensor input yang menggunakan port B sebagai jalur input dan terdapat 7 buah inputan dari sensor yang mendeteksi status dari tiap perangkat yang dikendalikan. Berikut potongan program microcontroller untuk input.
PORTB=0xFF; DDRB=0x00;
Pada PORTB disi 0xFF = 255 karena port B diberi nilai awal 1 (pullupinternal). Sedangkan untuk DDRB diisi 0x00 = 0 karena semua pin pada port B digunakan untuk input.
Untuk skematik dari rangkaian sensor input dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Skematik Sensor Input
Ketika limitswitch aktif maka coil pada
relay mendapat tegangan sehingga relay
menjadi aktif dan menghubungkan antara
ground
dengan
pin
input
sehingga
microcontroller mendapat inputan. Pin input
dihubungkan
dengan
ground
karena
microcontroller diatur untuk menerima inputan
low (aktif low).
Rangkaian Relay Driver
Pada
rangkaian
relaydriver
menggunakan IC ULN2803A sebagai penguat
arus untuk menggerakkan relay dan IC ini
dilengkapi dengan suppression diode untuk
mencegah arus balik. Untuk skematik dari
rangkaian relaydriver ini dapat dilihat pada
Gambar 4.
Gambar 4. Rangkaian Relay
Relaydriver mendapat inputan dari microcontroller melalui IC ULN2803A setelah itu mengalirkan tegangan ke coilrelay untuk mengaktifkan switch. Pada rangkaian ini terdapat LED untuk indikator dari output.
Untuk pengaturan output dari microcontroller berikut potongan programnya. PORTA=0x00;
DDRA=0xFF;
Pada PORTA disi 0x00 = 0 karena port A diberi nilai awal 0. Sedangkan untuk DDRA diisi 0xFF = 0 karena semua pin pada port B digunakan untuk output.
Perancangan Interface I/O
Rangkaian I/O dari microcontroller mempunyai control direksi yang tiap bitnya dapat dikonfigurasikan secara individual, maka dalam perancangan I/O yang digunakan ada yang berupa operasi port ada pula yang dikonfigurasi tiap bit I/O. Berikut ini akan diberikan konfigurasi dari I/O microcontroller tiap bit yang ada pada masing-masing port yang terdapat pada microcontroller.
Port A digunakan untuk memberikan inputan pada relay driver. Untuk konfigurasi port A dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Konfigurasi Port A
Port B digunakan untuk menerima inputan dari sensor.Untuk konfigurasi port B dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Konfigurasi Port B
Port Fungsi
Port B.0 Sensor Lampu 1 Port B.1 Sensor Lampu 2 Port B.2 Sensor Lampu 3 Port B.3 Sensor Pintu 1 Port B.4 Sensor Pintu 2 Port B.5 Sensor Pagarmax Port B.6 Sensor Pagarmin
Port D digunakan untuk komunikasi dengan modul WIZ110SR melalu jalur serial.Untuk konfigurasinya dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Kofigurasi Port D
Port Fungsi
Port D.0 Receive serial (RX) Port D.1 Transmit serial (TX)
IC max232
IC max232 ini digunakan untuk mengkonversi level tegangan dari tingkat rs232 ke tingkat TTL karena microcontroller memiliki tingkat tegangan TTL (5v). Berbeda dengan tingkat rs232 yang tegangannya bisa mencapai lebih dari 5 volt. Apabila tidak menggunakan IC ini akan menyebabkan rusaknya microcontroller terutama pin rx dan tx sehingga microcontroller tidak dapat melakukan komunikasi serial. Untuk konfigurasi IC max232 dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. IC max232
Konfigurasi WIZ110SR
Microcontroller dapat berkomunikasi melalui jaringan berbasis internet protocol menggunakan modul WIZ110SR, untuk itu diperlukan beberapa pengaturan pada modul WIZ110SR.Pengaturan tersebut dapat dilakukan melalui WIZ110SR Configuration Tool. Tampilan jendela pengaturan modul WIZ110SR dapat dilihat pada Gambar 6
Gambar 6. Layar Editor WIZ110SR Pada gambar 6 dijelaskan bahwa pertama kali pada konfigurasi WIZ110SR yaitu kita pilih tombol search supaya kotak box pada konfigurasi keluar IP default dari modul beserta informasi lainya seperti versi firmware dari modul dan mac address.
Langkah-langkah keseluruhan dari pengaturan modul ethernet WIZ110SR adalah sebagai berikut:
1.Modul WIZ110SR dikoneksikan dengan komputer yang akan digunakan untuk proses konfigurasi melalui network switch.
2.Konfigurasi modul dilakukan dengan menggunakan WIZ110SR configuration tool seperti pada Gambar 6.
3.Untuk memulai proses konfigurasi tekan tombol search pada tool untuk menampilkan daftar modul yang terkoneksi ke jaringan.Daftar modul
Port
Fungsi
Port A.0
Lampu 1
Port A.1
Lampu 2
Port A.2
Lampu 3
Port A.3
Kunci Pintu 1
Port A.4
Kunci Pintu 2
Port A.5
Motor Enable
Port A.6
Motor Maju
Port A.7
Motor Mundur
akan tampil di sebelah kiri (Board List) pada gambar 3.6.
4.Pilih salah satu board yang akan dikonfigurasi. Ketika dipilih, pada bagian kanan akan muncul konfigurasi yang telah disimpan ke dalam modul sebelumnya.
5.Pada tool ini terdapat 2 tab yang wajib dikonfigurasi. Masing- masing tab tersebut memiliki fungsi sebagai berikut :
a.Network
Mengkonfigurasi modul WIZ110SR terkait dengan bagaimana modul tersebut dapat berkomunikasi melalui jaringan, seperti IP Address, Subnet Mask, Gateway, dan Port. Pada tab ini, beberapa hal yang dapat dikonfigurasi adalah sebagai berikut: 1.IP Configuration Method, digunakan untuk menentukan pengaturan alamat IP. Pengaturan alamat IP yang digunakan yaitu menggunakan static IP .
2.Operation Mode, digunakan untuk menentukan mode operasi dari modul WIZ110SR. Mode yang digunakan adalah mode mixed.
b.Serial
Mengkonfigurasi modul terkait dengan bagaimana modul dapat berkomunikasi dengan microcontroller melalui Universal Asyncronus Receiver Transmitter (UART) seperti Baud Rate (Speed), Jumlah bit data setiap paket (DataBit), Parity, Stop Bit, dan Flow Control. Setelah semua terkonfigurasi sesuai (Network & Serial) tekan tombol setting untuk mengirimkan konfigurasi ke modul WIZ110SR.
Perancangan Perangkat Lunak
Perangkat lunak yang dibuat untuk sistem ini terdiri dari 2 bagian besar yaitu program untuk menerima dan mengirim data.Untuk mempermudah penjelasan pada perancangan perangkat lunak dapat dilihat pada Gambar7.
Gambar 7 Blok Diagram Perangkat Lunak User melakukan input suara pada telepon genggam berbasis Android. Setelah itu Android akan melakukan komunikasi dengan server Google untuk melakukan pengecekan input suara. Berikutnya Android mengolah data yang didapat dari server Google kemudian mengirimkan perintah ke microcontroller.Perintah dari Android diolah kembali oleh microcontroller yang kemudian mengaktifkan aktuator untuk menyalakan perangkat elektronik.
Dalam melakukan penerimaan data pada microcontroller dibuat perancangan flowchart sebagai berikut: Start If usart int == 1 Panggil void terimadata If data == a If data == b If data == c If data == d If data == e If data == i If data == g If data == f If data == h If data == l If data == k If data == j Lampu 2 on Pagar off Lampu 1 on Lampu 3 on Pintu 1 off Lampu 1 off Pintu 1 on Lampu 2 off Pintu 2 on Pintu 2 off Lampu 3 off Pagar on STOP
Gambar 8. Terima Data Android
Ketika ada data yang masuk pada buffer serial maka interrupt serial akan aktif dan menjalankan void terima data yang membaca perintah dari user dan mengaktifkan relay driver yang terhubung dengan perangkat elektronik.
Daftar perintah yang dikirim oleh telepon genggam berbasis Android dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Daftar Perintah Adroid Perintah Aksi a Mengaktifkan lampu 1 b Mematikan lampu 1 c Mengaktifkan lampu 2 d Mematikan lampu 2 e Mengaktifkan lampu 3 f Mematikan lampu 3
g Membuka kunci pintu 1
h Menutup kunci pintu 1
i Membuka kunci pintu 2
j Menutup kunci pintu 2
k Membuka pagar
l Menutup pagar
Mengirim data ke Android
Dalam melakukan pengiriman data ke telepon genggam berbasis Android pada microcontroller dibuat perancangan flowchart sebagai berikut.
Start
If sensorlampu1 != lampua
If sensor pagar != pagar
Pintub == 1 Pagar == 1 If sensorlampu2 != lampub If sensorlampu3 != lampuc Stop Lampua = sensorlampu1 Lampub = sensorlampu2 Pintua = sensorpintu 1 Lampuc = sensorlampu 3 Pagar = sensorpagar Pintub = sensorpintu 2 Lampua == 1 Lampub == 1 Lampuc == 1 Pintua == 1 If sensorpintu2 != pintub If sensorpintu1 != pintua Kirim char ‘n’ Kirim char ‘m’ Kirim char ‘s’ Kirim char ‘w’ Kirim char ‘o’
Kirim char ‘r’
Kirim char ‘q’ Kirim char ‘p’
Kirim char ‘x’ Kirim char ‘u’ Kirim char ‘v’ Kirim char ‘t’ T T T T T T Y Y T Y Y T Y Y T Y Y Y Y T Y T Y T
Gambar 9 Kirim Data Android
Pada proses pengiriman data, microcontroller mendeteksi adanya perubahan kondisi dari sensor. Apabila terjadi perubahan maka microcontrollerakan mengirimkan data ke telepon genggam berbasis android sesuai dengan state
Daftar perintah yang dikirim oleh microcontroller ke Android dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Daftar Perintah Microcontroller
Perintah Kondisi n Lampu 1 nyala m Lampu 1 mati o Lampu 2 nyala p Lampu 2 mati q Lampu 3 nyala r Lampu 3 mati
s Kunci pintu 1 nonaktif
t Kunci pintu 1 aktif
u Kunci pintu 2 nonaktif
v Kunci pintu 2 aktif
w Pagar tertutup
x Pagar terbuka
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian Sistem
Pengujian sistem dilakukan dengan cara memberi inputan suara melalui telepon genggam berbasis android setelah itu dilihat apakah sistem berjalan sesuai dengan yang diinginkan.
Porses penginputan suara dapat dilihat pada gambar 10.
Gambar 10. Google Voice
Setelah melakukan input suara maka output dari aktuator dilihat apakah sesuai dengan perintah suara yang diberikan. Hasil dari pengujian dapat dilihat pada tabel 6.
Tabel 6 Hasil Pengujian Perintah
Perintah Aksi
Lampu depan hidup Menyalakan lampu 1 Lampu depan hidup Mematikan lampu 1
Lampu tengah hidup Menyalakan lampu 2 Lampu tengah hidup Mematikan lampu 2 Lampu belakang hidup Menyalakan lampu 3 Lampu belakang hidup Mematikan lampu 3
pintu depan buka Membuka pintu 1 pintu depan tutup Menutup pintu 1 pintu belakang buka Membuka pintu 2 pintu belakang tutup Menutup pintu 2
pagar buka Membuka pagar pagar tutup menutup pagar
Berikut ini adalah hasil pengujian pengiriman data Karakter ‘a’ sampai ‘x’ melalui jalur komunikasi serial yang ditampilkan pada ossciloscope.
1. Pengiriman karakter a
Tabel 4.1 Karakter a
Karakter Desimal Biner
a 97 01100001
Gambar 4.9 Sinyal karakter a
Gambar 4.10 Data karakter a
Pada Gambar 4.10 dapat dilihat hasil dari pengukuran data serial yang dikirim atau diterima oleh microcontroller dan Android. Pada pengiriman atau penerimaan data terdapat urutan bit data yang dikirim. Urutan data tersebut adalah 1 bit untuk start bit, 8 bit untuk data, dan 1 bit untuk stop bit. Untuk
2. Pengiriman karakter b
Tabel 4.2 Karakter b
Karakter
Desimal
Biner
b
98
01100010
Gambar 4.11 Sinyal karakter b
Gambar 4.12 Data karakter b
Pada Gambar 4.12 dapat dilihat hasil dari pengukuran data serial yang dikirim atau diterima oleh microcontroller dan Android. Pada pengiriman atau penerimaan data terdapat urutan bit data yang dikirim. Urutan data tersebut adalah 1 bit untuk start bit, 8 bit untuk data, dan 1 bit untuk stop bit. Untuk gambar sinyal tiap bit yang dikirim atau diterima dapat dilihat pada Gambar 4.11.
Simpulan
Adapun kesimpulan yang dapat dituliskan setelah melakukan analisa dari hasil sistem yang telah dibuat antara lain sebagai berikut :
1. Berdasar hasil pengujian didapat pengiriman data dari aplikasi Android untuk mengirim data ke microcontroller dapat dibuat dengan menggunakan program eclipse, sehingga Android dapat mengirimkan data ke
2. Berdasar hasil pengujian didapat pengiriman data dari aplikasi Android untuk menerima data dari microcontroller dapat dibuat dengan menggunakan program eclipse, sehingga Android dapat menerima data dari microcontroller.
3. Berdasar hasil pengujian didapat bahwa program untuk menerima data serial dari telepon genggam berbasis Android dapat dibuat dengan menggunakan program CodeVisionAVR, sehingga microcontroller dapat menerima data dari telepon genggam berbasis Android.
4. Berdasar hasil pengujian didapat bahwa program untuk mengirim data serial dari telepon genggam berbasis Android dapat dibuat dengan menggunakan program CodeVision AVR, sehingga microcontroller dapat mengirim data ke telepon genggam berbasis Android.
5. Berdasar hasil pengujian didapat bahwa fitur Google voice recognition pada telepon genggam berbasis Android dapat digunakan untuk menjadi inputan ke microcontroller dengan cara mengubah gelombang suara menjadi data berupa string sebagai perintah untuk microcontroller untuk menjalankan perangkat elektronik.
DAFTAR RUJUKAN
Adi, Sudi. 2013. Sejarah Android. (online). (http://www.tugaselesai.com/2013/04/sejar ah-android.html, diakses tanggal 25 Mei 2013).
Ali, Muhamad. 2011. Pengaturan Motor Induksi Dengan Inverter Variable Speedrive (online).
(http://muhal.wordpress.com/2011/03/15/pe ngaturan-motor-induksi-dengan-inverter-variable-speedmdrive/, diakses 12 Januari 2013).
Dhuzell, Dhanny. 2010. Usart Register. (online). (http://dhuzell.site90.com/mcuavr/dasardas ar/topic22usartregisters.htm, diakses 10 Januari 2013).
Mufid, Khoirul. 2011. Apa itu DHCP Server. (online).
(http://www.mufid07.com/2012/11/apa-itu-dhcp-server.html, diakses tanggal 15 Mei 2013).
Santoso, Pandu. 2012. Mengenal Speech
Recognition. (online).
(http://pandusantoso.com/mengenal-speech-recognition/, diakses 8 Mei 2013). Wardana, Meri. 2011. Prinsip Kerja Relay. (online).
(http://www.meriwardanaku.com/2011/11/ prinsip-kerja-relay.html, diakses tanggal 16 Februari 2013).
