Smart Home Systems
dengan Antarmuka Web
dan Terintegrasi Jejaring Sosial
Kurnia Aryansyah
#1, Hasmina Tari Mokui
#2, Siti Nawal Jaya
#3 #Jurusan Teknik Elektro, Universitas Halu Oleo Kendari, Indonesia
Abstract— Internet dengan berbagai layanannya dapat
digunakan untuk mengembangkan konsep smart home systems. Paper ini membahas perancangan dan pengimplementasian smart home systems berbasis Arduino Mega 2560 sebagai pengendali utama dengan antarmuka web dan terintegrasi jejaring sosial. Ethernet shield menghubungkan main controller ke jaringan internet memanfaatkan IP publik yang diperoleh dari ISP Telkom. Sebuah halaman web digunakan sebagai antarmuka grafis untuk mengontrol lampu dan memonitoring keadaan rumah. Sistem ini juga terintegrasi pada jejaring sosial (Twitter) yang akan mengirimkan tweet ke akun Twitter penghuni rumah bila terjadi bahaya pada rumah dan pesan notifikasi dapat pula diteruskan ke smart phone penghuni rumah. Pada saat jaringan internet normal, waktu respon yang dibutuhkan untuk membuka halaman web adalah 3.81 sekon sedangkan penerimaan informasi berupa tweet keadaan rumah bila terjadi bahaya membutuhkan waktu 6.31 sekon. Secara keseluruhan, kinerja sistem berjalan dengan baik dan dapat menarik perhatian masyarakat dalam mengaplikasikannya.
Keywords— Smart Home Systems, Arduino Mega 2560, Ethernet Shield, Web, Twitter
I. PENDAHULUAN
Data pada Laporan Tahunan 2014 PT. Telekomunikasi Indonesia, Tbk (Persero) menunjukkan bahwa pengguna internet di Indonesia mencapai 40,5 juta pelanggan. Angka tersebut meningkat dari tahun sebelumnya dari 27,8 juta pelanggan pada tahun 2013 dengan persentase perubahan sebesar 45,3% [1]. Hal ini menujukkan internet di Indonesia telah menjadi kebutuhan yang secara langsung disadari dan dirasakan oleh kalangan masyarakat akan manfaatnya dalam memperoleh kemudahan.
Internet digunakan sebagai sarana dalam mendukung optimalisasi suatu proses kegiatan dengan menerapkan sistem aplikasi berbasis web seperti sistem informasi, manajemen informasi, aplikasi registrasi online, dan lain sejenisnya sehingga lebih memudahkan suatu perusahaan, lembaga, institusi ataupun perorangan dalam mengolah atau memperoleh data. Pemanfaatan internet di berbagai bidang juga diimplementasikan sebagai teknologi yang memberikan kemudahan, kecepatan dan kelancaran akses untuk memperoleh berbagai jenis informasi yang terkait dalam menunjang kebutuhan pengguna melalui media-media online
seperti media bisnis dan media edukasi serta jejaring sosial
seperti Facebook ataupun Twitter yang sangat populer di kalangan masyarakat.
Pada penelitian ini, teknologi internet dengan memanfaatkan layanannya seperti web dan jejaring sosial (Twitter) digunakan sebagai pendukung utama untuk membangun sistem terintegrasi (kendali, pengawasan, dan informasi) yang diimpelementasikan pada sebuah rumah sehingga memberikan kemudahan dalam melakukan pengontrolan dan monitoring rumah secara jarak jauh. Sistem ini berbasis mikrokontroler dan lebih dikenal dengan nama
smart home systems.
Smart home systems dapat diterapkan dengan menggunakan komputer dan teknologi informasi yang memungkinkan penghuni rumah untuk melakukan kontrol jarak jauh pada peralatan yang berada di dalam rumah (lampu dan jendela). Sistem tersebut terhubung pada jaringan internet dengan berbasis mikrokontroler [2].
Penerapan smart home systems dapat dilakukan dengan mengirimkan perintah SMS melalui konsep AT command
dalam mengendalikan perangkat elektronik yang terdapat pada rumah dan sekaligus memonitor keadaan rumah secara jarak jauh melalui SMS menggunakan Arduino dan modul GPRS sim900 [3].
Smart home systems juga dapat aplikasikan untuk memberi pengaturan pada beban listrik dan pengamanan terhadap rumah melalui aplikasi yang terdapat pada komputer server
sekaligus bertindak sebagai web server sehingga aplikasi ini dapat diakses melalui jaringan internet dimana komputer
server dihubungkan secara serial dengan mikrokontroler ATMega 8535 [4]. Selain itu, smart home systems dapat digunakan untuk memonitor dan mengendalikan berbagai perangkat elektronik dari jarak jauh dengan menggunakan
remote control atau perangkat bergerak dengan memanfaatkan infrastruktur web service yang diatur pada komputer server
sebagai sarana untuk menjalin komunikasi antara perangkat bergerak dengan board mikrokontroler Arduino [5].
II. METODOLOGI PENELITIAN
Sistem yang dirancang terdiri dari Arduino web server
sebagai pusat kontrol, sensor-sensor (LM35, LDR, PIR, dan MQ-2) sebagai pembacaan kondisi rumah, driver relay
sebagai saklar elektronik untuk mengontrol lampu AC, buzzer
sebagai alarm rumah, dan exhaust fan sebagai penanganan dini bila terjadi kebocaran LPG pada rumah. Push Button
digunakan sebagai saklar konvensional sebagai alternatif untuk menyalakan atau memadamkan lampu bila penghuni rumah sedang berada di dalam rumah. Sebuah halaman web digunakan sebagai antarmuka grafis yang diakses penghuni rumah (client) untuk melakukan interaksi terhadap sistem dan jejaring sosial Twitter dimanfaatkan sebagai media informasi bila terjadi bahaya pada rumah.
Gambar 1. Blok Diagram Sistem.
Adapun rangkaian komponen fisik ditunjukkan pada gambar 2.
Gambar 2. Rangkaian Komponen Fisik.
Pada gambar 2., Arduino Mega 2560 yang menjadi perangkat utama sistem memiliki pin-pin yang dialokasikan untuk terhubung dengan komponen fisik lainnya. Adapun komponen fisik yang menjadi input pada sistem ini adalah LM35 yang digunakan untuk membaca suhu ruangan rumah, LDR untuk otomatisasi penerangan lampu teras rumah, MQ-2 untuk pendeteksi kebocoran LPG, dan PIR sebagai motion sensor untuk mendeteksi keberadaan orang asing pada rumah.
Selain sensor-sensor tersebut, rangkain resistor pull-down push button juga menjadi input yang berfungsi sebagai saklar konvensional pada rumah. Output sistem terdiri dari driver relay, buzzer, dan exhaust fan. Ethernet shield yang ditanamkan pada bagian atas Arduino Mega 2560 dihubungkan ke jaringan ethernet menggunakan kabel RJ45 yang selanjutnya dapat terhubung dengan jaringan internet.
A. Perancangan Program Arduino
Perangkat Arduino Mega 2560 diprogram menggunakan
software Arduino IDE melalui komunikasi serial USB. Gambar 3. merupakan alur kerja program yang akan dibuat untuk menjalankan sistem.
Gambar 3. Alur Kerja Program Arduino.
Pada gambar 3., dapat dilihat bahwa semua aktifitas sistem dapat dilakukan dan ditampilkan di halaman web. Terkhusus untuk sensor PIR, LM35, dan MQ-2, bila masing-masing sensor tersebut mendeteksi keadaan yang dapat berpotensi membahayakan rumah maka secara otomatis sistem juga akan mengirimkan pesan dan meng-update informasi ke Twitter sehingga penghuni rumah yang telah memiliki akun Twitter dapat mengetahui keadaan rumahnya melalui pesan notifikasi.
B. Perancangan Pengaksesan Web
Gambar 4. Pengaksesan Web.
Gambar 4 memperlihatkan proses pengaksesan web. Apabila telah masuk ke alamat web, maka akan diarahkan ke halaman login terlebih dahulu untuk memasukkan username
dan password yang hanya dimiliki oleh para penghuni rumah. Bila username dan password benar, maka server Arduino mulai berjalan dan halaman utama web dimuat. Pengaksesan web juga dapat dilakukan dengan mengakses IP privat Arduino web server yang hanya diketahui oleh penghuni rumah.
C. Perancangan Integrasi Twitter
Smart home systems yang dirancang diintegrasikan ke jejaring sosial (Twitter) sebagai media pengiriman informasi bila terjadi bahaya pada rumah. Alur kerja sistem dalam mengirimkan informasi ke Twitter seperti pada gambar 5.
Gambar 5.Alur Kerja Sistem dalam Mengirimkan Informasi Keadaan Rumah ke Twitterbila Terjadi Bahaya.
Gambar 5 menunjukkan proses pengiriman informasi oleh sistem ke jejaring sosial Twitter bila terjadi bahaya pada rumah. Informasi tersebut berupa tweet (kicauan) yang dikirimkan dengan cara mention. Hal tersebut memungkinkan informasi disampaikan secara bersamaan dengan me-mention
masing-masing akun Twitter penghuni rumah ataupun dengan melibatkan akun Twitter pihak-pihak terkait yang dapat memberikan bantuan penanganan bahaya yang terjadi pada rumah seperti pihak kepolisian dan pemadam kebakaran. Pesan notifikasi tentang update informasi keadaan rumah dapat diterima melalui aplikasi Twitter pada web browser
ataupun yang terinstal pada smart phone.
III.HASIL DAN ANALISIS
Smart home systems dalam penelitian ini diimplementasikan pada miniatur denah rumah tipe 36 yang terdiri dari teras rumah, ruang tamu, ruang tengah, kamar 1, kamar 2 dan bagian dapur. Penempatan sensor-sensor terdiri dari LDR pada bagian teras rumah, PIR pada bagian pintu ruang tamu, LM35 di ruang tengah, dan MQ-2 ditempatkan di bagian dapur yang berdekatan dengan exhaust fan sebagai penetralisir kadar gas bila terdeteksi kebocoran LPG. Pada miniatur denah rumah juga terdapat ruang server yang didalamnya berisi perangkat keras penyusun sistem meliputi Arduino Mega 2560, ethernet shield, driver relay, rangkaian resistor pull-down untuk push button dan buzzer.
Gambar 6.Pengimplementasian Smart Home Systems pada Miniatur Denah Rumah Tipe 36.
IP address Arduino web server menggunakan salah satu IP privat yang tersedia pada jaringan LAN modem router
sehingga untuk membuka web smart home systems dapat menggunakan IP privat tersebut melalui jaringan LAN yang terhubung dengan server sistem.
Gambar 7.Pengecekan IP Publik ISP Telkom melalui
http://whatismyipaddress.com.
Alamat web atau domain digunakan untuk mempermudah pengguna dalam mengakses web sistem dengan mengingat alamat web dibanding harus menggunakan alamat IP. Proses konfigurasi jaringan secara menyeluruh ditunjukkan pada gambar 8.
Gambar 8.Konfigurasi Jaringan untuk Sistem
Alamat web yang telah dimiliki selanjutnya diakses menggunakan web browser dan akan menampilkan halaman
login.
Gambar 9. Form Halaman Login.
Bila username dan password yang dimasukkan benar dan dikenali sistem maka akan tampil halaman utama web sistem.
Gambar 10.Halaman UtamaSistem
A. Waktu Respon Pengaksesan Web
Pengujian dilakukan untuk mengetahui waktu respon yang dibutuhkan saat penghuni rumah yang bertindak sebagai client
mengakses halaman utama web sistem melalui jaringan LAN
modem router dan melalui jaringan internet global menggunakan modem 3G portable.
TABELI
HASIL PENGUJIAN WAKTU RESPON DALAM MENGAKSES HALAMAN UTAMA WEB SISTEM
Percobaan ke-
Waktu Respon Akses Web (s) LAN Internet
1 1,60 3,53
2 1,44 3,89
3 1,50 3,96
4 1,71 3,72
5 1,72 3,99
6 1,86 4,01
7 1,52 3,83
8 1,88 3,70
9 1,42 3,23
10 1,85 4,22
x 1,65 3,81
Berdasarkan data pada TABEL I, dapat dilihat bahwa untuk mengakses halaman utama web sistem melalui LAN membutuhkan waktu respon dengan waktu rata-rata 1,65 sekon dan apabila diakses melalui internet membutuhkan waktu respon dengan waktu rata-rata 3,81 sekon pada saat koneksi jaringan internet normal. Proses akses melalui internet membutuhkan waktu yang lebih lama bila dibandingkan dengan akses melalui LAN. Hal tersebut disebabkan oleh berbagai faktor yang mempengaruhi kecepatan akses intenet seperti jenis koneksi yang digunakan, trafik jaringan, kekuatan sinyal, dan lain sebagainya.
B. Waktu Respon Pengaksesan Web
Pengontrolan lampu atau PIR dilakukan dengan terlebih dahulu men-checklist masing-masing checkbox R.Tamu, R.Tengah, Kamar 1, Kamar 2 ataupun PIR kemudian mengklik submit button ON untuk menyalakan lampu atau mengklik submit button OFF untuk memadamkan lampu. Proses checklist dimaksudkan untuk melakukan skenario pengontrolan lampu pada lampu-lampu ruangan tertentu ataupun pada semua lampu dan PIR secara bersamaan.
Gambar 11.Desain Pengontrolan Lampu dan PIR pada Halaman Web dengan Submit Button.
Pengujian dilakukan untuk mengetahui waktu respon
TABELII
Berdasarkan data yang diperoleh dari hasil pengujian pada TABEL II dan III dapat dilihat bahwa waktu respon rata-rata yang dibutuhkan submit button ON melalui akses LAN untuk menyalakan lampu dan mengaktifkan PIR adalah 0,35 sekon dan melalui akses internet membutuhkan waktu 1,03 sekon. Sedangkan untuk memadamkan lampu dan menonaktifkan PIR melalui akses LAN, waktu respon rata-rata yang dibutuhkan submit button OFF adalah 0,33 sekon dan 1,10 sekon melalui akses internet. Hasil pengujian ini menunjukkan
submit button dapat bekerja baik dan sistem melakukan eksekusi dengan cepat untuk menyalakan dan memadamkan lampu serta mengaktifkan dan menonaktifkan PIR.
C. Durasi Waktu Pengiriman Inforasi ke Twitter
Pada smart home systems ini, Twitter digunakan sebagai penerima informasi keadaan rumah bila terjadi bahaya. Bila suhu sama dengan atau lebih dari 40 oC, PIR mendeteksi gerakan manusia (kondisi HIGH), atau MQ-2 mendeteksi kebocoran LPG (kondisi LOW) maka informasi akan dikirimkan dalam bentuk tweet pada Twitter yang terintegrasi pada sistem.
Pengujian dilakukan pada saat koneksi jaringan internet normal untuk mengetahui durasi waktu pengiriman informasi ketika terjadi bahaya pada rumah yang terdeteksi oleh sensor. Informasi ini berupa mention tweet pada aplikasi Twitter di smart phone dimulai ketika buzzer berbunyi hingga diterima oleh penghuni rumah.
TABELIV
HASIL PENGUJIAN TWITTER
No. Kondisi Status Mention Tweet
Waktu diketahui bahwa ketika sensor mendeteksi bahaya, mention tweet akan terkirim pada akun Twitter penghuni rumah dengan durasi waktu rata-rata 6,31 sekon pada saat koneksi jaringan internet normal. Dari hasil pengujian tersebut menunjukkan bahwa pengintegrasian Twitter ke sistem berhasil dan pengiriman informasi berjalan dengan sukses.
Gambar 12. Tweet yang diterima Bila Terjadi Bahaya pada Rumah IV.KESIMPULAN
Pada penelitian ini, konsep smart home systems dengan pengontolan dan pengawasan secara jarak jauh melalui akses internet berjalan baik dengan respon waktu yang cepat dalam mengeksekusi program. Pemanfaatan layanan-layanan internet seperti web dan jejaring sosial (Twitter) dapat menarik perhatian masyarakat dalam mengaplikasikan smart home systems ini.
REFERENSI
[1] Laporan Tahunan 2014. PT. Telkom Indonesia, Tbk (Persero). 2014. [2] H. Munn, K. Lee, R. D. Caytiles, B. Park. (2014). Network based
Mobility Management for Smart Homes through. International Journal of Smart Home. [Online]. 8 (6), pp. 226.
Avaliable:http://dx.doi.org/10.14257/ijsh.2014.8.6.22
[3] S. Luitel, “Design and Implementation of a Smart Home System,”
Bachelor’s Thesis, Dept. Information Tech., Helsinki Metropolia University of Applied Sciences, Helsinki, Finlandia, 2013.
[4] F. Arifiyanto, W. A. Syafei, M. Somantri. (2013). Perancangan Prototype Web-based Online Smart Home Controlled by Smartphone.
Transient. [Online]. 2 (4), pp [1p].
Avaliable:http://download.portalgaruda.org/article.php?article=131077 &val=4717M. A. Darmawan. S. R. Akbar, I. Arwani. (2014). [5] Smart Home System Memanfaatkan Infrastruktur Web Service dengan
Kontrol Berbasis Android. Repositori Jurnal Mahasiswa PTIIK UB.
[Online]. 4 (1), pp. 1-2.
Avaliable:http://filkom.ub.ac.id/doro/download/article/file/DR0000720 1412
[6] Y. A. Badamazi, “The Working Principle Of An Arduino,” in International Conference on Electronics, Computer and Computation (ICECCO), Abuja, Nigeria, 2014, pp [1p].
