Perancangan dan Realisasi Smart Home System Dengan Webservice yang Terhubung Internet Melalui ESP8266 yang Berbasis Internet of Things (IOT).

(1)

i

Universitas Kristen Maranatha

Perancangan dan Realisasi Smart Home System Dengan

Webservice yang Terhubung Internet Melalui ESP8266 yang

Berbasis Internet Of Things (IOT)

Disusun Oleh:

Nama : Gandha Intan Saputra NRP : 1122001

Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha, Jl. Prof.Drg.Suria Sumantri, MPH no. 65, Bandung, Indonesia.

Email : gandha1001@gmail.com

ABSTRAK

Setiap manusia pasti ingin memiliki tempat tinggal yang nyaman dan aman untuk dihuni. Banyak orang yang merasa takut untuk meninggalkan rumahnya dalam keadaan kosong untuk jangka waktu yang lama. Dengan perkembangan teknologi saat ini memungkinkan manusia untuk merancang dan menciptakan alat yang dapat digunakan untuk mengendalikan berbagai perangkat elektronik dan memonitor rumah dari jarak jauh (smart home system). Dengan diciptakannya alat ini diharapkan pemilik rumah dapat merasa aman dan nyaman saat meninggalkan rumah untuk jangka waktu yang cukup lama.

Pada tugas akhir ini, penulis telah merancang dan merealisasikan smart

home system menggunakan sensor gerakan (PIR) untuk mendeteksi adanya

pencurian, sensor suhu dan kelembaban (DHT11) untuk membaca suhu udara, sensor cahaya (LDR) untuk mendetekasi intensitas cahaya dan sensor gas (MQ2) untuk mendeteksi kebocoran gas LPG. Pengendalian dan monitoring dilakukan menggunakan webservice yang terhubung koneksi internet, sehingga pengguna dapat mengakses webservice tersebut dari jarak jauh melalui HP ataupun PC (Personal Computer) selama terhubung koneksi internet.

Perancangan dan realisasi smart home system dengan webservice yang terhubung internet melalui esp8266 yang berbasis internet of things (IOT) telah berhasil dibuat. Sistem ini dapat bekerja dengan baik setelah dilakukan beberapa pengujian dengan keberhasilan pengiriman dan penerimaan data 100%.

(2)

Design and Realization Smart Home System with Webservice which

Connect to Internet Use ESP8266 Based on Internet Of Things

(IOT)

Composed By:

Nama : Gandha Intan Saputra NRP : 1122001

Electrical Engineering, Maranatha Christian University, Jl. Prof.Drg.Suria Sumantri, MPH no.65, Bandung, Indonesia

Email : gandha1001@gmail.com

ABSTRACT

Every human want to have comfortable and safe home to stay. Many people are afraid to leave their homes empty for long periods of time. With the current technological developments, allow humans to design and create tools that can be used to control electronic devices and monitor home from long distance (smart home system). With this tool, expected homeowners can feel safe and comfortable when leaving their house for a long time.

In this thesis, the author has designed and realize smart home system uses motion sensor (PIR) to detect theft, temperature and humidity sensors (DHT11) to read air temperature, light sensor (LDR) to detect light intensity and gas sensor (MQ2) to detect leaks LPG gas. Control and monitoring using a webservice which connects to internet, so users can access the webservice remotely from handphone or PC (Personal Computer) when connect to internet.

Design and realization smart home system with webservice which connect to internet use esp8266 based on internet of things (IOT) has been successfully created. This system can work well after some test with the successful rate delivery and reception data 100%.

(3)

iii

PERNYATAAN PUBLIKASI LAPORAN TUGAS AKHIR KATA PENGANTAR

ABSTRAK i

ABSTRACT ii

DAFTAR ISI iii

DAFTAR GAMBAR vi

DAFTAR TABEL viii

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Rumusan Masalah 2

1.3 Tujuan Tugas Akhir 3

1.4 Batasan Masalah 3

1.5 Spesifikasi Alat yang digunakan 4

1.6 Sistematika Penulisan 4

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1 Arduino Mega 2560 6

2.1.1 Pin Input dan Output Digital 7 2.1.2 USB OverCurrent Protection 8

2.2 Esp 8266 9

2.3 Passive Infra Red (PIR) 10

2.4 Sensor Suhu dan Kelembaban (DHT11) 11

2.5 Sensor Gas (MQ2) 12

2.6 Sensor LDR (Light Dependent Resistor) 13

2.7 Modul GSM SIM800L 14

2.8 Relay 2 Channel 15

(4)

2.10 IDE Arduino 17

BAB 3 PERANCANGAN DAN REALISASI

3.1 Perancangan Sistem 20

3.1.1 Wiring Esp8266 21

3.2 Diagram Alir Kerja Arduino Mega 2560 28 3.3 Diagram Alir Kerja Mode Otomatis 33 3.4 Diagram Alir Kerja Mode Manual 34

BAB 4 DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS

4.1 Pengujian Sensor 35

4.4 Pengujian Manual (Webservice) 40

4.4.1 Lampu Manual 41

4.4.2 Kipas Manual 41

4.4.3 Buzzer Manual 42

(5)

v

4.5.2 Pengujian Deteksi Gas Otomatis 43 4.5.3 Pengujian Kipas Otomatis 44 4.5.4 Pengujian Lampu Otomatis 44 4.5.5 Pengujian Lampu Teras 45

4.6 Database Webservice 46

4.7 Tampilan Webservice 46

BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan 48

5.2 Saran 48

DAFTAR PUSTAKA 49

LAMPIRAN A Pemrograman Arduino A1

LAMPIRAN B Pemrograman PHP B1

(6)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Arduino Mega 2560 6

Gambar 2.2 Esp 8266 modul WiFi 9

Gambar 2.3 Konfigurasi Esp 8266 9

Gambar 2.4 Sensor Gerak PIR 10

Gambar 2.5 Sensor Suhu dan Kelembaban (DHT11) 11

Gambar 2.6 Sensor Gas/Asap (MQ2) 12

Gambar 2.7 Sensor LDR 13

Gambar 2.8 Modul GSM SIM800L 14

Gambar 2.9 Relay 2 Channel 15

Gambar 3.10 RTC DS1307 16

Gambar 3.1 Diagram Alur Kerja Sistem 20 Gambar 3.2 Wiring Esp8266 dengan Arduino Mega 2560 21 Gambar 3.3 Wiring Sensor DHT11 dengan Arduino Mega 2560 21 Gambar 3.4 Wiring Sensor MQ2 dengan Arduino Mega 2560 22 Gambar 3.5 Wiring Sensor PIR dengan Arduino Mega 2560 22 Gambar 3.6 Wiring Sensor LDR dengan Arduino Mega 2560 23

Gambar 3.7 Wiring RTC DS1307 24

Gambar 3.8 Wiring SIM800L 25

Gambar 3.9 Wiring Relay 2 Channel 25

Gambar 3.10 Wiring Buzzer 26

(7)

vii

Gambar 4.5 Pengujian RTC DS1307 40

Gambar 4.6 Database Webservice 46

(8)

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1.1 Perbedaan Topik Tugas Akhir 2 Tabel 2.1 Tabel Spesifikasi Arduino Mega 2560 6 Tabel 2.2 Tabel Karakteristik Sensor DHT11 11

Tabel 2.3 Pilihan pada Menu File 17

Tabel 2.4 Pilihan pada Menu Sketch 18 Tabel 2.5 Pilihan pada Menu Tools 18

Tabel 3.1 Input dan Output 26

(9)

1

BAB 1

PENDAHULUAN

Bab ini membahas tentang latar belakang masalah, identifikasi masalah, rumusan masalah, tujuan, batasan masalah, spesifikasi alat yang digunakan dan sistematika penulisan dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

1.1 Latar Belakang

Setiap manusia pasti ingin memiliki tempat tinggal yang nyaman dan aman untuk dihuni. Banyak orang yang merasa takut untuk meninggalkan rumahnya dalam keadaan kosong untuk jangka waktu yang lama. Dengan perkembangan teknologi saat ini memungkinkan manusia untuk merancang dan menciptakan alat yang dapat digunakan untuk mengendalikan berbagai perangkat elektronik dan memonitor rumah dari jarak jauh (Smart Home System). Dengan diciptakannya alat ini diharapkan pemilik rumah dapat merasa aman dan nyaman saat meninggalkan rumah untuk jangka waktu yang cukup lama. Pengendalian jarak jauh ini dapat menggunakan smartphone berbasis android ataupun PC (Personal Computer) yang terhubung dengan koneksi internet.

Dalam tugas akhir ini, penulis telah merancang smart home system menggunakan sensor gerakan (PIR) untuk mendeteksi adanya pencurian, sensor suhu dan kelembaban (DHT11) untuk membaca suhu udara, sensor cahaya (LDR) untuk mendetekasi intensitas cahaya dan sensor pendeteksi gas (MQ2) untuk mendeteksi kebocoran gas LPG.

Dalam tugas akhir ini penulis melanjutkan dan mengembangkan dari tugas

akhir sebelumnya yang berjudul “PERANCANGAN DAN REALISASI PROTOTIPE SISTEM SMART HOUSE DENGAN PENGENDALI MENGGUNAKAN SMARTPHONE BERBASIS ANDROID”. Pengembangan yang dibuat penulis yaitu dengan menambahkan sensor pendeteksi baru berupa sensor gas (MQ2) untuk mendeteksi terjadinya kebocoran gas, dan menghubungkan

(10)

BAB 1 PENDAHULUAN

selama terhubung dengan koneksi internet. Untuk menghubungkan smart home

system pada internet, penulis harus mempunyai layanan web service. Meskipun berbeda platform dan juga bahasa pemrograman, dengan menggunakan web service inilah, komunikasi data akan tetap terbentuk.

Dalam pembuatan webservice menggunakan bahasa pemograman PHP. PHP: Hypertext Preprocessing merupakan bahasa open source yang dapat

digunakan di berbagai mesin (Linux, Unix, Macintosh, Windows) dan dapat dijalankan secara runtime melalui console serta dapat menjalankan perintah-perintah system.

Tabel 1.1 Perbedaan Topik Tugas Akhir

TA Sebelum TA Sekarang

 Menggunakan 2 sensor (LDR, DHT11)

 Menggunakan 4 sensor (PIR, LDR, DHT11, MQ2)

 LAN (Jarak terbatas)  Internet (Jarak Jauh)  Ethernet Shield  ESP8266

 Pengendalian melalui android  Pengendalian melalui webservice (HP/PC)

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana membuat smart home system yang memiliki kemampuan untuk mengatur lampu secara otomatis, mengidentifikasi kebocoran gas, mengidentifikasi pencurian, serta menghidupkan kipas secara otomatis menggunakan modul mikrokontroler Arduino Mega 2560 ?

2. Bagaimana membuat dan menghubungkan pengontrol smart home system dengan menggunakan internet melalui webservice?

3. Bagaimana menghubungkan modul mikrokontroler Arduino Mega 2560 dan ESP8266 ke internet?

4. Bagaimana cara merancang dan mengimplementasikan web service untuk

(11)

BAB 1 PENDAHULUAN

3

1.3 Tujuan Tugas Akhir

1. Merancang dan merealisasikan smart home system yang memiliki kemampuan untuk mengatur lampu secara otomatis, mengindentifikasi kebocoran gas, mengidentifikasi pencurian, dan menghidupkan kipas secara otomatis menggunakan modul mikrokontroler Arduino Mega 2560.

2. Merancang dan merealisasikan pengontrol smart home system jarak jauh menggunakan internet melalui web service

3. Menghubungkan modul mikrokontroler Arduino Mega 2560 dan ESP8266 ke internet.

4. Merancang dan mengimplementasikan web service untuk smart home

system.

1.4 Pembatasan Masalah

1. Menggunakan 4 sensor (PIR untuk pergerakan, DHT11 untuk suhu, MQ2 untuk gas, LDR untuk cahaya).

2. Pengontrolan dan monitoring melalui webservice hanya dapat mengatur lampu, kipas, suhu ruangan, dan sistem keamanan (gas /gerakan).

3. Notifikasi peringatan adanya pergerakan dan kebocoran gas berupa SMS. 4. Menggunakan web hosting gratis www.000webhost.com.

5. Router menggunakan android.

1.5 Spesifikasi Sistem

1. Menggunakan Arduino MEGA 2560. 2. Sensor cahaya yang digunakan adalah LDR.

3. Sensor kelembaban ruangan yang digunakan adalah DHT11. 4. Sensor Pergerakan yang digunakan adalah PIR.

5. Sensor gas yang digunakan adalah MQ2.

(12)

BAB 1 PENDAHULUAN

7. Software yang digunakan untuk pemrograman Arduino adalah Arduino

IDE.

8. Pembuatan webservice menggunakan PHP.

9. SIM800L digunakan untuk mengirimkan SMS peringatan kepada pengguna.

10.RTC DS1307 digunakan untuk mengambil data waktu secara real time. 11.Web Hosting menggunakan www.000webhost.com

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika dari penulisan adalah sebagai berikut:

BAB 1. PENDAHULUAN

Bab ini berisi mengenai Latar Belakang, Rumusan Masalah, Tujuan, Pembatasan Masalah, dan Sistematika Penulisan.

BAB 2. LANDASAN TEORI

Bab ini berisi teori-teori yang diperlukan dalam melakukan perancangan sistem, yaitu teori mengenai smart home system, modul arduino, esp8266 (Wifi) , sensor, SIM800L, RTC DS1307 dan software arduino IDE.

BAB 3. PERANCANGAN DAN REALISASI

Bab ini berisi skematik dari rangkaian pengontrol dan sensor yang digunakan pada smart home system, algoritma pemrograman arduino dan ESP8266.

BAB 4. DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS

Bab ini berisi hasil dan analisa dari percobaan terhadap pengendalian sistem

(13)

BAB 1 PENDAHULUAN

5

BAB 5. SIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan dari hasil perancangan pengendalian smart home

system, serta saran untuk mengembangkan sistem dan pengendali smart home yang

(14)

BAB 5

SIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi simpulan dan saran-saran yang perlu dilakukan untuk perbaikan di masa mendatang.

5.1 Simpulan

Dengan memperhatikan data pengamatan dan analisis pada bab sebelumnya, dapat disimpulkan bahwa:

 Smart home system berhasil dibuat. Semua sensor dan modul bekerja dengan

baik.

 Pengontrolan dan monitoring smart home system melalui webservice yang terhubung internet berhasil dibuat.

 Arduino berhasil dihubungkan ke internet melalui modul esp8266. Setelah dilakukan beberapa pengujian, keberhasilan pengiriman dan penerimaan data mencapai 100%.

 Webservice berhasil dibuat dan dikoneksikan dengan arduino melalui

internet. Webservice dirancang untuk dapat mengontrol lampu, kipas, dan buzzer secara manual serta memonitor status sensor yang ada.

5.2 Saran

Saran-saran yang dapat diberikan untuk perbaikan dan pengembangan dari Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

 Untuk meningkatkan kinerja dari smart home system dapat menggunakan esp8266 versi dan tipe terbaru.

(15)

Perancangan dan Realisasi Smart Home System dengan

Webservice yang Terhubung Internet melalui ESP8266 yang

Berbasis Internet Of Things (IOT)

Design and Realization Smart Home System With Webservice which

Connect to Internet Use ESP8266 Based on Internet Of Things

(IOT)

Laporan Tugas Akhir

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Program Studi Strata Satu (S-1) Program Studi Teknik Elektro – Fakultas Teknik

Universitas Kristen Maranatha Bandung

Disusun Oleh: Gandha Intan Saputra

1122001

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA

BANDUNG

(16)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-Nya saya dapat menyelesaikan laporan tugas akhir yang berjudul

“Perancangan dan Realisasi Smart Home System Dengan Webservice yang Terhubung Internet Melalui ESP8266 yang Berbasis Internet Of Things (IOT)” dengan baik. Selama pelaksanaan tugas akhir ini penulis mendapatkan dorongan dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih banyak kepada:

1. Bapak Heri Andrianto, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing tugas akhir yang telah membimbing, mengarahkan dan memberikan masukan berupa ide-ide, kritik, dan saran hingga tugas akhir ini dinyatakan telah selesai. 2. Bapak Agus Prijono, S.T., M.T, Ibu Novie Theresia Br. Pasaribu, S.T.,M.T.

dan Ibu Ir. Yohana Susanthi, M.Sc., selaku dosen-dosen penguji yang telah memberikan ide, saran, dan kritik pada saat seminar dan sidang tugas akhir. 3. Keluarga yang senantiasa memberikan dukungan secara moril dan materil

dalam pembuatan tugas akhir ini.

4. Saudari Jesslyn Priscilla yang selalu memberikan semangat dan hiburan dalam pengerjaan tugas akhir ini.

5. Saudara Dominicus Reynaldi Farada, S.T., Denny Suryadi, Antonius Fanthony, dan Joseph Felix Hermawan yang selalu menyemangati dalam pengerjaan tugas akhir ini.

6. Semua rekan yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu baik secara langsung maupun tidak langsung.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan dan kesalahan dalam penulisan laporan tugas akhir ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan.

(17)

49

DAFTAR PUSTAKA

[1] Heri Andrianto dan Aan Darmawan. 2016. Arduino Belajar Cepat Dan Pemrograman. Bandung: Informatika

[2] Lorddian Susilo. 2013. Perancangan dan Realisasi Prototipe Sistem Smart House Dengan Pengendali Menggunakan Smartphone Berbasis Android. Bandung: tidak diterbitkan.

[3] A newbie's guide to setup ESP8266 with Arduino Mega 2560 or Uno - All (http://www.instructables.com/id/noobs-guide-to-ESP8266-with-Arduino-Mega-2560-or-U/?ALLSTEPS, diakses 10 juni 2016)

[4] Kontrol Relay dengan Arduino dan ESP8266 Web Server | BoArduino

(http://www.boarduino.web.id/2015/08/kontrol-relay-dengan-arduino-dan.html, diakses 18 Juni 2016)

[5] Monitoring Suhu melalui Internet dengan ESP8266 | BoArduino

(http://www.boarduino.web.id/2015/08/monitoring-suhu-melalui-internet-dengan.html, diakses 18 Juni 2016)

[6] SIM800L GSM/GPRS Module to Arduino | Belajar Arduino