PROTOTIPE SISTEM KENDALI PENGGUNAAN PERALATAN LISTRIK BERBASIS SUARA

(1)

Jurnal Teknik Elektro, Universitas Bung Hatta (2015)

Page 1

PROTOTIPE SISTEM KENDALI PENGGUNAAN PERALATAN LISTRIK BERBASIS SUARA

Eldisyah putra, S.T¹*, Ir. Arnita, M.T.¹, Ir. Ija Darmana, M.T¹

¹ Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri Universitas Bung Hatta E-mail: [email protected]

ABSTRAK

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi membawa dampak positif dalam kehidupan manusia sehingga memungkinkan manusia untuk mengembangkan teknologi untuk mengendalikan peralatan listrik mereka seperti lampu dan kipas angin hanya dengan menggunakan perintah suara.

Dimana pengolahan suara digital dikontrol dengan aplikasi untuk mengenali adanya perintah suara yang dideteksi. Penerapan aplikasi pengenalan suara pada peralatan listrik ini menggunakan microphone untuk perekam suara yang berfungsi merubah getaran suara menjadi getaran listrik , kemudian EasyVR yang dalam setiap pemberian perintah harus sama dengan pengucapan intonasi pada saat suara di sampling.

Kemudian EasyVR menerima dan mengolah data berupa suara yang kemudian akan diubah menjadi kode biner diteruskan ke mikrokontoller Atmega32 . Mikrokontroller Atmega32 menerima dan mengolah data berupa perintah suara dari easyVr yang berupa sinyal dan mengirim perintah ke relay, setelah database cocok maka relay yang telah dihubungkan ke mikrokontroler akan bekerja dan mendapat tegangan untuk menyalakan / mematikan dan memperlambat / mempercepat peralatan listrik seperti lampu, pemanas air dan kipas angin. Kemudian LCD (liquid crystal display) menampilkan data yang diolah oleh mikrokontroller yang berupa digital.

Kata Kunci : EasyVR, Mikrokontroler, Relay

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi membawa dampak positif dalam kehidupan manusia yang pada saat ini telah sampai pada zaman perintah suara. Sistem kontrol rumah pintar memungkinkan orang mengendalikan perangkat rumah mereka dengan perintah suara dirumah. Pengolahan suara digital dapat dikembangkan untuk mempermudah kehidupan manusia. Dalam hal ini suara manusia dapat diolah untuk dikonversi agar dimengerti oleh suatu responden sehingga perintah yang terucap dapat direspon oleh alat yang dikendalikan. Salah satu yang dapat dibuat adalah

aplikasi untuk pengendalian jarak jauh. (Zaratul Nisa Saputri, 2010).

Pengolahan suara digital dikontrol dengan aplikasi untuk mengenali adanya perintah suara yang dideteksi, yang sering disebut dengan Speech Recognition. Teknologi ini bekerja dengan menangkap suara manusia yang diubah menjadi format digital sehingga dapat diterjemahkan dalam suatu sistem. Kemudian sistem tersebut akan membandingkan antara informasi masukkan yang sudah berupa format digital tersebut dengan database suara yang ada.

Sistem kendali penggunaan beberapa fasilitas di rumah seperti lampu dan kipas angin. Fungsi kontrol suara ini adalah sebagai kendali penggunaan peralatan listrik rumah untuk

(2)

Page 2 menyalakan, mematikan dan menggantikan

fungsi tombol dengan suara. Dimana kita tidak perlu lagi berpindah tempat hanya untuk menyalakan dan mematikan suatu peralatan listrik yang ada di suatu tempat yang berbeda didalam rumah kita. Dengan adanya fenomena tersebut maka penulis mencoba untuk memanfaatkan fitur yang terdapat pada salah satu peralatan listrik yang sering digunakan, maka dapat dibuat suatu prototipe sistem kendali penggunaan peralatan listrik berbasis suara.

1.2. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari tugas akhir ini adalah membuat alat prototipe sistem kendali penggunaan peralatan listrik berbasis suara dengan tujuan utama :

Memanfaatkan suara manusia sebagai sistem kendali penggunaan peralatan listrik untuk menyalakan, mematikan dan menggantikan fungsi tombol dengan suara.

Alat sistem kendali peralatan listrik ini bertujuan untuk mempermudah kita, karena tidak perlu lagi berpindah tempat hanya untuk menyalakan dan mematikan suatu peralatan listrik yang ada di suatu tempat yang berbeda.

Dapat merancang sistem pengatur lampu, pemanas air dan kipas angin menggunakan masukan berupa pengenalan suara.

1.3. Batasan Masalah

Dengan beberapa permasalahan yang ada, maka perlu dilakukan pembatasan masalah untuk tidak meluasnya pembahasan yang timbul. Ada ruang lingkup permasalahan yang timbul meliputi :

1. Sistem perancangan yang dibuat burupa prototype.

2. Sistem menggunakan perintah suara.

3. Perangkat menggunakan easy VR modul sebagai logika alat yang mengolah sinyal suara, dan jarak yang dijangkau pada microphone yang telah dihubungkan dengan easyVR.

4. Sistem kendali pada peralatan listrik hanya untuk menghidup / mematikan (on / off) dan mempercapat / memperlambat pada kipas angin.

5. Aplikasi alat pada penggunaan peralatan listrik yang di kendalikan berupa lampu, kipas angin dan pemanas air.

II. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

Perancangan dimulai dengan membuat blok diagram sistem. Gambar 1. Menunjukkan blok diagram sistem

Power supply

EasyVR

Mikrokontroler ATMega32

Relay/

Optocoupler

LCD Peralatan

Listrik

Gambar 1. Blok diagram sistem

Penjelasan mengenai blok diagram diatas adalah sebagai beriku :

1. Bagian pengenalan suara menggunakan EasyVR, dimana EasyVR berfungsi untuk menerima data berupa suara yang kemudian akan diubah menjadi kode biner dan diteruskan ke mikrokontroler ATMega32.

(3)

Page 3 2. Bagian pengolahan data dan perintah

menggunakan mikrokontroler ATMega32, dimana mikrokontroler ini berfungsi sebagai pengontrol dari sistem yang ada.

3. Bagian power supply, sebagai sumber listrik.

4. Bagian LCD (Liquid Crystal Display) sebagai alat tampilan berupa digital.

5. Bagian Driver Relay sebagai switch.

6. Bagian cahaya dengan bagian deteksi sunber cahaya terpisah digunakan optocoupler yang berfungsi sebagai saklar elektrik, yang bekerja secara otomatis.

A. Disain Perancangan Alat

Berikut ini adalah skema perancangan sistem kendali penggunaan peralatan listrik berbasis suara.

Power supply

Mikrokontroler ATMega32

Relay

LCD EasyVR

Perintah suara

Peralatan Listrik Rumah Tangga (Lampu, pemanas air,

dan kipas angin)

Gambar 2. Skema perancangan prototipe sistem kendali penggunaan peralatan listrik berbasis

suara.

B. Perancangan Kontruksi

Kontruksi alat yang akan dirancang ini berguna agar alat ini dapat dilakukan penelitan, sehingga pada alat yang dibuat dapat diuji kelayakannya. Oleh karena itu kita harus spesifikasi kontruksi dari alat ini yang berupa

prototype. Adapun desain dari kontruksi ini terlihat pada gambar 3

1 8

2

7 6

3

4

5

Keteranga dari gambar diatas sebagai berikut : 1. Perintah suara.

2. EasyVR

3. Mikrokontroler.

4. Relay.

5. Power supply.

6. LCD 16 x 2.

7. Tombol On/Off 8. Peralatan Listrik.

Gambar 3. Desain perancangan prototipe sistem kendali penggunaan peralatan listrik berbasis

suara.

C.

Cara Kerja Sistem

(4)

Page 4 Prinsip kerja dari alat yang dirancang yaitu

perintah suara yang kita ucapkan akan diterima oleh microphone. Dimana microphone yang telah dihubungkan dengan EasyVR akan menjadi perantara pengiriman sinyal sura menjadi sinyal listrik, kemudian EasyVR memproses sinyal frekuensi suara yang kemudian akan diubah menjadi kode biner dan mengirimkan nya ke mikrokontoler Atmega32. Mikrokontroler Atmega32 menerima dan mencocokan apakah perintah suara sama dengan perintah suara saat pengambilan sampling suara dari software EasyVr commander. Jika database cocok maka relay dan Moc yang telah dihubungkan ke mikrokontroler akan bekerja dan mendapatkan tegangan sehingga menghidupkan/mematikan lampu, pemanas air, kipas angin dan mempercepat/melambatkan kipas angin.

Kemudian LCD (liquid crystal display) menampilkan data yang diolah oleh mikrokontroler yang berupa digital.

III. PENGUJIAN DAN ANALISA

A. Pengujian Sistem Keseluruhan Alat

Pada tahap ini kita melakukan pengujian sesuai dengan sistem kerja alat mulai dari perintah suara hingga peralatan listrik di perintahkan menggunakan suara. Berikut ini merupakan hasil pengujian variasi perintah suara berdasarkan tingkan keberhasilan pemberian perintah suara dari perintah suara orang yang sama dan tingkat keberhasilan pemberian suara dari perintah suara orang yang berbeda.

B.

Pengujian Variasi Perintah Suara Dari Perintah Suara Orang Yang Sama Dan Jarak Panggil

Tujuan dari pengujian ini adalah untuk membandingkan tingkat keberhasilan EasyVR dalam menerima perintah suara dan mengetahui

seberapa jauh jarak yang dibutuhkan alat untuk membaca speech yang telah diatur pada saat penyamplingan suara. Variasi dalam pemberian perintah ini pengucapan sesuai dengan perancangan.

Tabel 1. Hasil pengujian berdasarkan tingkat keberhasilan pemberian perintah suara dari orang

yang sama dan jarak panggil.

Perintah suara

Jarak panggil

Percob aan

Berhasil gagal

Lampu 20 cm 40 cm 60 cm 80 cm 100 cm

10 x 10 x 10 x 10 x 10 x

6 x 8 x 9 x 6 x 4 x

4 x 2 x 1 x 4 x 6 x Perintah

suara

Jarak panggil

Percob aan

Berhasil gagal

Matikan lampu

20 cm 40 cm 60 cm 80 cm 100 cm

10 x 10 x 10 x 10 x 10 x

5 x 6 x 8 x 6 x 3 x

suara

Jarak panggil

Percob aan

Berhasil gagal

Kipas 20 cm 40 cm 60 cm 80 cm 100 cm

10 x 10 x 10 x 10 x 10 x

6 x 6 x 8 x 5 x 3 x

suara

Jarak panggil

Percob aan

Berhasil gagal

Kipas mati 20 cm 40 cm

10 x 10 x

5 x 7 x

5 x 3 x

(5)

Page 5 60 cm

80 cm 100 cm

10 x 10 x 10 x

8 x 5 x 3 x

2 x 5 x 7 x Perintah

suara

Jarak panggil

Percob aan

Berhasil gagal

Lambatkan kipas

20 cm 40 cm 60 cm 80 cm 100 cm

10 x 10 x 10 x 10 x 10 x

4 x 4 x 7 x 5 x 4 x

suara

Jarak panggil

Percob aan

Berhasil gagal

Kipas cepatkan

20 cm 40 cm 60 cm 80 cm 100 cm

10 x 10 x 10 x 10 x 10 x

4 x 6 x 7 x 5 x 3 x

suara

Jarak panggil

Percob aan

Berhasil gagal

Pemanas air

20 cm 40 cm 60 cm 80 cm 100 cm

10 x 10 x 10 x 10 x 10 x

6 x 6 x 7 x 5 x 4 x

suara

Jarak panggil

Percob aan

Berhasil gagal

Pemanas air mati

20 cm 40 cm 60 cm 80 cm 100 cm

10 x 10 x 10 x 10 x 10 x

5 x 5 x 6 x 3 x 3 x

4 x 2 x 1 x 4 x 6 x

 Analisa hasil pengujian

Berdasarkan tabel diatas merupakan hasil pengujian yang telah dilakukan dipengaruhi oleh EasyVR yang dalam setiap pemberian perintah harus sama dengan pengucapan intonasi pada saat suara disampling, jarak panggil yang minimal agar EasyVR dapat mendeteksi perintah ± 60 cm dan perintah yang memiliki kalimat yang lebih dari satu kata, biasanya terdapat perbedaan

tone

pengucapan sehingga mengakibatkan kegagalan EasyVR dalam mengeksekusi perintah tersebut.

C. Pengujian Variasi Perintah Suara Dari Perintah Suara Orang Yang Berbeda Dan Jarak Panggil

Tabel 2. Hasil pengujian pemberian perintah dari orang yang berbeda.

Perintah suara

Jarak panggil

Percob aan

Berhasil gagal

Lampu 20 cm 40 cm 60 cm 80 cm 100 cm

10 x 10 x 10 x 10 x 10 x

3 x 4 x 4 x 1 x 1 x

suara

Jarak panggil

Percob aan

Berhasil gagal

Matikan lampu

20 cm 40 cm 60 cm 80 cm 100 cm

10 x 10 x 10 x 10 x 10 x

2 x 4 x 5 x 3 x 1 x

8 x 6 x 5 x 7 x 9 x Perintah Jarak Percob Berhasil gagal

(6)

Page 6 suara panggil aan

Kipas 20 cm 40 cm 60 cm 80 cm 100 cm

10 x 10 x 10 x 10 x 10 x

3 x 3 x 4 x 1 x 2 x

suara

Jarak panggil

Percob aan

Berhasil gagal

Kipas mati 20 cm 40 cm 60 cm 80 cm 100 cm

10 x 10 x 10 x 10 x 10 x

2 x 4 x 5 x 3 x 1 x

suara

Jarak panggil

Percob aan

Berhasil gagal

Lambatkan kipas

20 cm 40 cm 60 cm 80 cm 100 cm

10 x 10 x 10 x 10 x 10 x

2 x 3 x 3 x 1 x 1 x

suara

Jarak panggil

Percob aan

Berhasil gagal

Kipas capatkan

20 cm 40 cm 60 cm 80 cm 100 cm

10 x 10 x 10 x 10 x 10 x

2 x 2 x 4 x 3 x 1 x

suara

Jarak panggil

Percob aan

Berhasil gagal

Pemanas 20 cm 40 cm 60 cm 80 cm 100 cm

10 x 10 x 10 x 10 x 10 x

4 x 6 x 6 x 4 x 2 x

suara

Jarak panggil

Percob aan

Berhasil gagal

Pemanas air mati

20 cm 40 cm 60 cm 80 cm 100 cm

10 x 10 x 10 x 10 x 10 x

2 x 2 x 4 x 2 x 1 x

8 x 8 x 6 x 8 x 9 x

 Analisa hasil pengujian

Berdasarkan tabel diatas merupakan hasil pengujian yang telah dilakukan dipengaruhi oleh EasyVR yang dalam setiap pemberian perintah harus sama dengan pengucapan intonasi pada saat suara disampling, jarak panggil yang minimal agar EasyVR dapat mendeteksi perintah ± 60 cm.

Pada pengujian perintah suara orang yang berbeda kesalahan yang sering terjadi yaitu pengucapan yang berbeda dengan yang sudah ditentukan pada saat pengambilan sampling yang tersimpan didalam database EasyVR dan perintah yang memiliki kalimat yang lebih dari satu kata, biasanya terdapat perbedaan tone pengucapan sehingga mengakibatkan kegagalan EasyVR dalam mengeksekusi perintah tersebut.

D.

Tingkat Keberhasilan Variasi Pemberinan Perintah Orang Yang Sama Dan Orang Yang Berbeda.

Tabel 3. Hasil pengujian tingkat kebarhasilan variasi pemberian perintah suara dari orang yang

sama.

(7)

Page 7 Jumlah keberhasilan pemberian perintah dari orang

yang sama

Variasi Perintah Suara Tingkat Keberhasilan Pengucapan

Lampu 8

Matikan Lampu 7

Kipas 7

Kipas Mati 6

Lambat Kipas 6

Kipas Cepat 7

Pemanas 7

Matikan Pemanas 7

% Keberhasilan 80 %

 Analisa hasil pengujian

Berdasarkan tabel diatas dapat kita dapat lihat tingkat keberhasilan EasyVR mendeteksi perintah suaradari orang yang sama sebesar 80%.

hasil pengujian yang telah dilakukan dipengaruhi oleh EasyVR yang dalam setiap pemberian perintah harus sama dengan pengucapan intonasi pada saat suara disampling, perintah yang memiliki kalimat yang lebih dari satu kata, biasanya terdapat perbedaan tone pengucapan sehingga mengakibatkan kegagalan EasyVR dalam mengeksekusi

perintah tersebut.

Tabel 4. Hasil pengujian tingkat kebarhasilan variasi pemberian perintah suara dari orang yang

berbeda.

Jumlah keberhasilan variasi pemberian perintah dari orang berbeda

Variasi perintah

suara

Orang pertama

Orang kedua

Orang ketiga

Lampu 6 4 4

Matikan Lampu

5 3 4

Kipas 7 5 3

Kipas Mati 4 4 4

Lambat Kipas

5 3 3

Kipas Cepat

6 4 6

Pemanas 7 5 6

Matikan Pemanas

5 3 6

% Rata-rata keberhasilan 55%

 Analisa hasil pengujian

Dari tabel diatas menunjukkan berapa kali perintah harus diucapkan agar EasyVR mampu mengolah perintah yang diberikan agar sama dengan hasil samping. Hasil pengujian menunjukkan tingkat keberhasilan menerima perintah suara dari kondisi yang sudah ditentukan dan pengucapan perintah suara yang memiliki variasi sama dengan sample yang direkam mencapai 50%, maka analisa hasil pengujian penulis berdasarkan tingkat keberhasilan pemberian perintah suara dari orang yang sama dan orang berbeda, jika perintah suara yang diberikan berbada dengan yang sudah ditentukan pada sampel suara yang tersimpan dalam database EasyVR maka sistem secara otomatis tidak akan memberi respon. Jarak panggil pemberian perintah yang telah dilakukan pengujian penulis menentukan jarak ± 100 cm tidak mempengaruhi kinerja EasyVR karna kesalaahan yang sering terjadi pada pemberian perintah adalah perbedaan intonasi suara pada saat pemberian perintah suara tidak sesuai dengan pada saat proses sampling suara, menyebabkan perintah tidak dikenali.

IV. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

(8)

Page 8 Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan

pada sistem ini, didapatkan beberapa kesimpulan, yaitu :

1. Masih terdapat kekurang pada alat ini, yakni perfomasi microphone yang begitu buruk jika terdapat noise yang berlebihan (bising).

2. Koneksi EasyVr dengan mikrokontroler ATMega32 kurang dapat bekerja dengan baik, setiap perintah yang diberikan masih dapat terdeteksi dan terbaca oleh mikrokontroler.

3. Pada pengujian dapat diambail kesimpulan bahwa EasyVR yang dalam setiap pemberian perintah harus sama dengan pengucapan intonasi pada saat suara disampling, jarak panggil yang minimal agar EasyVR dapat mendeteksi perintah ± 60 cm dan tingkat keberhasilan variasi pemberian perintah suara orang yang sama sebesar 80 % dan orang yang berbeda sebesar 50 %.

4. Kesalahan yang sering terjadi pada proses pengucapan perintah adalah perbedaan intonasi suara saat pemberian perintah suara tidak sesuai dengan proses sampling suara.

B. SARAN

1. Penggunaan EasyVR yang masih memiliki kelemahan dalam menerima input suara dari orang yang sama dan juga dalam suatu kondisi EasyVR masih dapat menangkap / menerima suara dari orang yang berbeda, hal tersebut tentunya menjadi kesulitan tersendiri dalam penggunaan EasyVR dan dapat digantikan dengan menggunakan modul sensor suara yang lebih baik.

2. Pemberian perintah lebih baik menggunakan satu kata / berupa kode, agar variasi pengucapan perintah sesuai dengan sampel yang direkam dapat dibandingkan

menggunakan pengucapan perintah yang lebih dari satu kata.

V. DAFTAR PUSTAKA

1. F.Fahmi, Hendry Ardiansyah, Dedy Hermanto. “Rancangan Bangun Prototype Alat Kendali Intensitas Cahaya Lampu LED Dengan Pengenalan Suara Manusia Berbasis EasyVR Menggunakan Fuzzy Logic”. Teknik Informatika STMIK GI MDP. Palembang. 2014.

2. Ashar Seppiawan N. “Sistem Keamanan Pintu Pagar Otomatis Menggunakan Voice Recognition”. Teknik Elektro Universitas Brawijaya. Malang. 2014.

3. Fajar Timang Patiung. “Rancangan Bangun Robot Beroda Dengan Pengendali Suara”.

Teknik Elektro-FT, UNSRAT. Manado.

2013.

4. Ramadhanul Putra. “Perancangan Dan Aplikasi Pengontrolan Lampu Dan Pintu Menggunakan Pengenalan Suara Berbasis Mikrokontroler”. Universitas Telkom.

Bandung. 2014.

5. Jatra Kurnia Ardi. “Implementasi Sistem Voice Recognition Pada robot Pemindah Objek sebagai Sistem Navigasi”. Teknik Elektro Universitas Brawijaya. Malang.

2014.

6. EasyVRDatasheet. http://www.veear.eu/.

Diakses tanggal: 15 juni 2015. Austria:

TIGAL KG.

7. User Manual EasyVR. http://www.veear.eu/.

Diakses tanggal: 15 Juni 2013. Austria:

TIGAL KG.

8. Modul Penuntun Praktikum Dasar Sistem Kendali, Laboratorium Siatem Kendali Jurusan Teknik Elektro Universitas Bung Hatta. Padang. 2010.

9. Zaratul Nisa Saputri. “Aplikasi Pengenalan suara Sebagai Pengendali Peralatan Listrik Berbasis Arduino UNO”. Teknik Elektro UB. Malang. 2014.