214
Simulasi Sistem Penjadwalan on/off Peralatan
Listrik Rumah Tangga Menggunakan
Arduino
Dewi Wahyuni
Politeknik Ganesha Medan dhewiqchan@gmail.com
Puput Anjar Wati Politeknik Ganesha Medan puputanjarwati26@gmail.com
Abstrak
Pada masa sekarang telah banyak peralatan canggih yang berbasis mikrokontroler. Peralatan listrik rumah tangga sekarang kebanyakan masih di gunakan secara manual sehingga apabila pengguna lupa mematikan peralatan listrik maka otomatis pembayaran listrik anda akan meningkat dan penggunaan daya listrik bisa terbuang secara percuma. Dengan menggunakan simulasi system penjadwalan peralatan listrik maka pengguna peralatan tersebut akan mempermudah menentukan kapan saja peralatan tersebut on/off sesuai keinginan pengguna, dan pengguna tidak perlu khawatir lagi apabila ingin meninggalkan rumah kapan saja karena peralatan di rumah sudah terkontrol otomatis. Penelitian ini menghasilkan sebuah simulasi system penjadwalan dimana peralatan-peralatan listrik rumah tangga dapat di jadwalkan sesuai keinginan dengan menggunakan keypad sebagai inputannya dan di tampilkan di LCD.
Kata Kunci —mikrokontroler, Keypad, LCD, RTC
I. LATAR BELAKANG
Peralatan listrik adalah peralatan yang senantiasa berubah dan berkembang sesuai dengan mobilitas penggunanya. Keberadaan kontrol dari peralatan listrik yang dapat diprogram dengan mengambil konsep pemrograman dan pembuatan aplikasi dari mikrokontroller adalah sesuatu yang sangat di harapkan keberadaannya guna menunjang mobilitas pengguna peralatan listrik tersebut.
Kontrol ON/OFF adalah kontrol yang bisa diaplikasikan pada hampir semua peralatan
listrik yang mempunyai dua kondisi yaitu ON dan OFF. Kebutuhan akan kontrol listrik yang dapat di program ON/OFF sesuai dengan kebutuhan pengguna adalah suatu masalah. Sementara pemanfaatan dari mikrokontroller untuk fungsi tersebut sudah memungkinkan. Untuk keperluan itu akan dibuat kontrol peralatan listrik yang dapat di program ON/OFF nya sesuai dengan keinginan penggunanya dengan menggunakan Arduino sebagai pusat kontrol peralatan.
215 di rumah bahwasanya peralatan listrik rumah
tangga tidak terkontrol dengan baik atau bahkan lupa untuk mematikannya sehingga daya listrik semakin tinggi dan pembayaran listrik juga semakin tinggi. Lalu, bagaimana bisa menjadi keluarga yang bisa menghemat segala keperluan rumah tangganya?
Permasalahan pada analisis penerapan on/off sebagai sebuah sistem yang dapat memudahkan para pengguna peralatan listrik dengan menggunakan timer. Di harapkan dapat memberikan suatu kemudahan bagi par a pengguna per alat an list r ik r umah t angga. pengertian tentang simulasi system penjadwalan on/off peralatan listrik rumah tangga adalah Metode penelitihan yang merangkaikan atau menerangkan suatu system ke dalam bentuk yang mirip dengan keadaan yang sesugguhnya. Sistem ini menggunakan Arduino sebagai kontrol dari peralatan tersebut, selain itu system ini juga terdiri dari keypad, relay, lcd, dan rtc. Dengan adanya system ini peralatan listrik seperti kipas, lampu taman, lampu ruangan, lampu kamar, alarm, dan peralatan yang terhubung ke listrik dapat di on/of kan sesuai dengan jadwal yang di inginkan. [7]
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Arduino Mega 2560
Arduino Mega 2560 adalah adalah papan mikrokontroler berbasis ATmega 2560 yang mempunyai 54 pin di gital pin/output,dimana 14 pin dapat di gunakan sebagai output PWM,16 analog input, 4 UARTs (hardware serial ports), 16 MHz crystal oscillator , sambungan USB, power jack, ICSP header, dan tombolreset. Board ini juga di gunakan daya yang terhubung ke komputer dengan kabel USB atau daya eksternal dengan adaptor AC-DC atau batrai.[1]
Gambar 1. ArduinoMega 2560
B. Liquid Crystal Display (LCD)
Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tamspilan suatu data, baik karakter, huruf taupun grafik. LCD (Liquid Crystal Display ) adalah salah satu jenis display elektronik yang di buat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD berfungsi sebagai penampil data baik dalam berbentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.[3]
Gambar 2. LCD 16 x 2
C. Relay
Relay adalah komponen elektronika yang berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan menggunakan listrik. Relay juga biasa disebut sebagai komponen electromechanical atau elektromekanikal yang terdiri dari dua bagian utama yaitu coil atau elektromagnet dan kontak saklar atau mekanikal. Komponen relay menggunakan prinsip elektromagnetik sebagai penggerak kontak saklar, sehingga dengan menggunakan arus listrik yang kecil atau low power, dapat menghantarkan arus listrik yang yang memiliki tegangan lebih tinggi.[4]
Gambar 3. Relay
D. Keypad
216 kombinasi, serta kunci pintu digital,di mana
diperlukannya nomor untuk di masukkan.[5]
Gambar 4. Keypad 4 x 4
E. RTC(Real Time Clock)
RTC (Real time clock) adalah jam elektronik berupa chip yang dapat menghitung waktu (mulai detik hingga tahun) dengan akurat dan menjaga atau menyimpan data waktu tersebut secara real time. Karena jam tersebut bekerja real time, maka setelah proses hitung waktu dilakukan output datanya langsung disimpan atau dikirim ke device lain melalui sistem antarmuka. Chip RTC sering dijumpai pada motherboard PC (biasanya terletak dekat chip BIOS). Semua komputer menggunakan RTC karena berfungsi menyimpan informasi jam terkini dari komputer yang bersangkutan. RTC dilengkapi dengan baterai sebagai pensuplai daya pada chip, sehingga jam akan tetap up-to-date walaupun komputer dimatikan. RTC dinilai cukup akurat sebagai pewaktu (timer) karena menggunakan osilator kristal. [2]
Gambar 5. RTC( Real time clock)
III. PEMBAHASAN
Perangkat lunak yang akan dibangun ini akan digunakan sebagai perangkat lunak pada sistem berbasis Mikrokontroler Arduino Mega ATMega 2560 yang dibuat bertujuan untuk memonitoring terjadinya ON/OFF peralatan listrik rumah tangga. Adapun beberapa spesifikasi yang harus dipenuhi untuk menerapkan simulasi system penjadwalan ON/OFF Peralatan listrik rumah tangga ini, baik dari segi teknis maupun pengguna. jadi harus melalui format yang benar dan tentunya dirancang dengan software mikrokontroler Arduino Mega. Dalam perancangannya menggunakan
mikrokontroler. Mikrokontroler adalah alat yang berfungsi untuk mengontrol dalam bentuk yang kecil, disini mikrokontroler memiliki memori sendiri, serta proses-proses yang dapat berdiri sendiri. Sederhananya mikrokontroler dapat menjadi otak dari alat-alat yang lain untuk mengontrol alat tersebut.
1. Perancangan I/O Sistem Minimum ATMega2560
Rangkaian ini berfungsi untuk membaca input dari keypad serta Outputnya akan di tamampilkan angaka ke LCD. Pada rangkaian RTC di program untuk menyamakan waktu yang tepat pada jam saat ini. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC mikrokontroler Arduino Uno ATMega2560. Pada IC inilah semua program di isikan, sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Dalam menjalankan chip IC mikrokontroler Arduino Uno ATMega2560 memerlukan komponen elektronika pendukung lainnya. Suatu rangkaian yang paling sederhana dan minim komponen pendukungnya disebut sebagai suatu rangkaian sistem minimum. Sistem minimum ini berfungsi untuk membuat rangkaian mikrokontroller dapat bekerja, jika ada komponen yang kurang, maka mikrokontroller tidak akan bekerja. [6]
Gambar 6. Rangkaian Mikrokontroller Aduino Mega Atmega2560
2. Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)
Rangkaian LCD berfungsi untuk menampilkan waktu berupa angka dari inputan keypad. Rangkian LCD dapat dilihat pada gambar berikut:
217 Pada gambar 3.4, pin 1 dihubungkan ke Vcc (5V),
pin 2 dan 16 dihubungkan ke Gnd (Ground), pin 3 merupakan pengaturan tegangan Contrast dari LCD, pin 4 merupakan Register Select (RS), pin 5 merupakan R/W (Read/Write), pin 6 merupakan Enable, pin 11-14 merupakan data. Reset, Enable, R/W dan data dihubungkan ke mikrokontroler ATmega2560. Fungsi dari potensiometer (R2) adalah untuk mengatur gelap atau terangnya karakter yang ditampilkan pada LCD).
3. Perancangan Buzzer dan Rtc
Rangkaian buzzer ini berfungsi mengeluarkan bunyi pertanda alarm telah bersuarasesuai dengan waktu yang telah di tentukan dan Rtc di sini berfungsi sebagi pengatur waktu agar sama dengan waktu dunia. Rangkaian buzzer dan Rtc dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 8. Skematik Buzzer dan Rtc
Pada gambar 8. kaki negative pada buzzer dihubungkan ke ground dan kaki positif buzzer dihubungkan ke mikrokontroller. Maka untuk menghidupkan buzzer, port yang terhubung ke mikrokontroller cukup mengeluarkan logika 1 (high) dan buzzer akan mati ketika port yang terhubung ke mikrokontroller mengeluarkan logika 0 atau (low). [8]
4. Perancangan Sistem
Perancangan sistem adalah merancang atau mendesain suatu sistem yang baik, yang isinya adalah langkahlangkah operasi dalam proses pengolahan data dan prosedur untuk mendukung operasi system.
.
Gambar 8. Blok Diagram Sistem
5. Blok Diagram
Gambar 9. Blok Diagram Alat Keseluruhan
Pada gambar 9 di gambarkan sebuah desain simulasi system penjadwalan peralatan rumah tangga. Dimana rtc merupakan IC yang memiliki fungsi untuk menghitung waktu, detik, jam, tanggal, bulan, serta tahun. Dan relay yang berfungsi untuk mengendalikan sirkuit tegangan dengan bantuan dari signal tegangan rendah, sehingga alat dapaat bekerja sesuai dengan hambatannya. Keypad yang berfungsi sebagai inputan data di mana inputan tersebutlah yang sangat berpengaruh peralatan listrik tersebut akan menyala dan Peralatan listrik rumah tangga dapat hidup sesuai jadwal yang di tampilkan di LCD. Karna LCD adalah alat pengeluaran atau output yang menjalankann peralatan listrik tersebut. Semua komponen yang terdapat dalam diagram blok diatas memerlukan spesifikasi yang sesuai agar perancangan alat yang di buat dapat di gabung menjadi sebuah system yang di inginkan. Pada gambar 9 desain sistem tersebut mempunyai kekurangan, yaitu pada saat program sedang berlangsung dan tiba-tiba listrik yang bersumber dari PLN padam, maka semua peoses akan berhenti dan akan berfungsi kembali jika listrik menyala.
218 6. Flowchart
Gambar 10.Flowchat
7. Pengujian Alat Secara Keseluruhan
Pengujian alat secara keseluruhan ini merupakan gabungan dari pengujian-pengujian tiap bagian input dan output yang telah dilakukan sebelumnya. Peralatan yang dibutuhkan untuk melakukan pengujian ini yaitu :
1. Arduino Mega 256 2. Keypad
3. RTC 4. Relay 5. LCD 6. Catu Daya
7. Software Arduino IDE
Langkah-langkah melakukan pengujian rangkaian keseluruhan ke LCD :
1. Masih seperti yang di atas buka software arduino lalu tulis listing kode keseluruhan atau penggabungan dari RTC, Keypad,dan LCD ke arduino
2. Setelah selesai menulis listing kode , maka harus di Verify dan setelah tidak ada yang erorr maka upload ke arduino.Seperti pada gambar 10.
Gambar 11. Uploading Rangkaian keseluruhan
Analisa Hasil Program :
Proses awal, yaitu pengenalan pin dan pemanggilan library yang dibutuhkan oleh arduino. Library tersebut mencakup LCD, Komunikasi SPI, Keypad, dan RTC.
output yang digunakan tiap pin arduino. Inisialiasitersebut berada di dalam fungsi void setup() { }.
219 yaitu untuk mengatur jam pada RTC sesuai dengan
tanggal dan jam pada komputer. Pada bagian ini cukup diaktifkan satu kali saja untuk mengatur tanggal dan jam pada RTC.
Untuk mendapatkan data jam pada RTC, maka dibutuhkan variable untuk menampung data tanggal dan jam sementara kemudian ditampilkan pada LCD. Variable yang dibutuhkan yaitu tanggal, bulan, tahun, jam, menit dan detik. Variable-variable inilah yang dijadikan sebagai acuan data jam dan menit pada penjadwalan 4 buah lampu / peralatan listrik.
Pada pengujian alat secara keseluruhan ini, penulisan program disesuaikan dengan flowchart yang telah dibuat. Alur program dari proses kerja alat ini yaitu ketika Keypad angka 1 ditekan, maka akan masuk menu pengaturan lampu jam menyala sampai dengan jam padam yang diinginkan.
if(karakter=='1') { kesini1: i=0; lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0); lcd.print("SET LAMPU RUANGN"); karakter!='C' && karakter!='*') {
lcd.setCursor(i+5,1);
lcd.print("TERSIMPAN...."); digitalWrite(Lampu_Ruangan_1,HIGH);
sini1: delay(1000); }
Gambar 13. Setting Waktu
Apabila sudah di setting waktu yang di inginkan maka Pilih pagar (#) di keypad untuk menyimpan settingan waktu tersebut.seperti pada gambar 13.
Gambar 14.Tampilan Simpan pada LCD (Apabila di Pilih #)
8.Tampilan Simulasi Sistem
Adapun gambar simulasi system penjadwalan on/off peralatan listrik rumah tangga dapat dilihat pada gambar 15.
Gambar 15. Tampilan Simulasi System Penjadwalan on/off Peralatan Listrik Tumah tangga
IV.KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan
Sesuai dengan hasil penelitian dan pembahasan yang telah dilakukan oleh penulis, maka penulis dalam menyimpulkan bahwa:
220 dalam aktivitasnya,apabila lupa mematikan
peralatan listrik tersebut..
2. Dengan menggunakan sistem penjadwalan peralatan listrik ini maka akan otomatis mengurangi biaya pengeluaran listrik, sehingga tidak ada daya listrik yang terbuang sia-sia akibat kelalaian pengguna yang menyalakan peralatan listriknya sesuka hatinya.
B. Saran
Saran yang dapat diberikan dari perancang yang telah dilakukan untuk ditindaklanjuti adalah: 1. Dalam pengembangan program ini hendaknya
bisa merancang sistem penjadwalan peralatan listrik yang tertera ke berapa beban daya listrik yang telah terpakai selama pemakaian.
2. Dalam pengembangan dan Penyempurnaan alat sebaiknya di tambahkan SMS Gateway.
TINJAUAN PUSTAKA
[1] Darmawan heri andriantoaan.(2016) : Arduino, Yogyakarta : CV. Riyan
[2] Evan Agus Maulana. (2015). Cara Kerja LCD, LED, CRT,
[3] http://evanavevanyagami.web.unej.ac.id/2015/03/21/cara- kerja-monitor-lcd-led-crt
[4] Frank D.petruzella. (2001) Elektromaknetik, Bandung .
[5] Kadir, Abdul (2015), From Zero To A Pro Arduino,
Yogyakarta : CV. Andi Offset
[6] Setiawan, Afrie. (2011). 20 Aplikasi Mikrokontroler Atmega
8535 dan Atmega16 menggunakan bascom-avr.
Yogyakarta: Andi.
[7] Suhendri hendri. (2013). Arduino Uno, http://belajar-dasar- pemrograman.blogspot.co.id/2013/03/arduino-uno.html
[8] Syahwil (2013), Panduan Mudah Simulasi dan Praktek
Mikrokontroler Arduino, Yogyakarta : CV. Andi Offset
[9] Telaumbanua Welninam:Peranvcangan jadwal bel
