PERANCANGAN ALAT PENGONTROL LAMPU RUMAH VIA
WIFI BERBASIS SMARTPHONE ANDROID
oleh
Muhammad Kirana Bagaskara NIM : 612014072
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga
PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya, yang bertanda tangan di bawah ini:
NAMA : Muhammad Kirana Bagaskara
NIM : 612014072
JUDUL SKRIPSI : Perancangan Alat Pengontrol Lampu Rumah via Wifi Berbasis Smartphone Android
Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi apapun sesuai aturan yang berlaku.
Salatiga, Agustus 2019
Muhammad Kirana Bagaskara Materai Rp,
6000,- ngan
PERANCANGAN ALAT PENGONTROL LAMPU RUMAH VIA
WIFI BERBASIS SMARTPHONE ANDROID
Oleh
Muhammad Kirana Bagaskara NIM : 612014072
Skripsi ini telah diterima dan disahkan Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik dalam
Konsentrasi Teknik Elektronika Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga Disahkan oleh : Pembimbing I Lukas B. Setyawan, M.Sc. Tanggal : ... /... / 2019 Pembimbing II
Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng.
i
INTISARI
Sekarang ini adalah era di mana teknologi dan komunikasi berkembang dengan sangat cepat dan ketergantungan terhadap gadget adalah hal biasa. Kegiatan di rumah seringkali membutuhkan penggunaan lampu dan terkadang untuk mengaktifkan atau menonaktifkan lampu kamar tidur, lampu toilet, lampu di dalam atau di halaman rumah, penghuni rumah enggan untuk berjalan menuju saklar dengan maksud membuka dan menutup sirkuit. Hal tersebut menyebabkan seseorang sering membiarkan lampu dalam kondisi tetap menyala yang berakibat pemborosan terhadap konsumsi energi listrik.
Dalam perancangan skripsi ini, dibuat sebuah sistem yang berfungsi untuk mempermudah dalam menyalakan dan mematikan lampu rumah menggunakan smartphone khususnya Android melalui jaringan Wifi. Sistem ini terdiri dari sistem elektronika (hardware) dan sistem aplikasi pada smartphone (software). Sistem elektronika tersusun oleh (1) Arduino Mega 2560, sebagai pengendali utama, (2) NodeMCU, sebagai modul ESP8266, (3) Modul AC Light Dimmer, yang berfungsi untuk pensaklaran dan pengatur tingkat kecerahan cahaya lampu, (4) Modul RTC PCF8563, sebagai pembanding waktu secara real time, (5) Modul Sensor Tegangan ZMPT101B, sebagai pengukur tegangan AC, (6) Modul Sensor Arus ACS712, sebagai pengukur arus AC. Sistem aplikasi dibuat menggunakan MIT App Inventor 2.
Berdasarkan pengujian, sistem ini memiliki 5 fitur dalam penggunaannya, yaitu: (1) “ON/OFF” yang berfungsi untuk menyalakan/mematikan saklar lampu, (2) “Timer” yang berfungsi untuk menyalakan saklar lampu dalam delay waktu tertentu, (3) “Scheduler” yang berfungsi untuk menyalakan dan mematikan saklar lampu pada waktu tertentu, (4) “Dimmer” yang berfungsi untuk mengatur tingkat kecerahan lampu (redup, terang, sangat terang), (5) “Informasi KWH” yang berfungsi untuk mengetahui konsumsi energi listrik yang terpakai oleh lampu.
Kata kunci: Android, MIT App Inventor 2, Arduino, Aplikasi, Smarthouse.
Mengetahui, Hartanto K. Wardana, M.T. Dekan Mengesahkan, Lukas B. Setyawan, M.Sc. Pembimbing Penyusun, Muhammad Kirana Bagaskara
ii
ABSTRACT
An era of technology and communication tools growth very fast nowadays. The dependance of gadget is a common one. The use of lamp is also common in home activity. Many peoples feel lazy to activate or deactivate the lamp in bed room, bath room, inside or outside the house by touching the sircuit. Unfortunately, they make it stay on, so the electricity may cost more expensive.
This thesis, aims to build a system which is used to switch on/off the lamp easier using Wifi of smartphone Android. This tools consists of electronic system (hardware) and Android aplication (software). The electronic system is arranged from (1) Arduino Mega 2560 as the main controller, (2) NodeMCU as ESP8266, (3) AC Light Dimmer as the electric switch and bright controller lamp, (4) RTC PCF8563 as the time comparison standard for the real time count, (5) Voltage Sensor ZMPT101B module as AC voltage counting, (6) Current Sensor ACS712 module as AC current counting. Android aplication system is made by MIT App Inventor 2.
Based on the test, this system has 5 tools which are: (1) “ON/OFF”, to switch the sircuit of the lamp, (2) “Timer”, to maintain the time duration in a conditonal way, (3) “Scheduler”, to switch the lamp in a special duration of dellaying, (4) “Dimmer”, to control lamp brightness (dreary, light, very light), (5) “KWH Information”, to count the consumption of electricity used by the lamp.
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan perancangan serta penulisan skripsi sebagai syarat kelulusan untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana.
Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang baik secara langsung maupun tidak telah memberikan semangat dan dorongan serta membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini :
1. Allah SWT atas semua berkat rahmat dan hidayah-Nya yang telah diberikan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
2. Bapak, Ibu, Kakak, serta keluarga besar penulis. Terima kasih untuk segala dukungan dan doa, nasehat, serta materi yang telah diberikan kepada penulis. 3. Bapak Lukas B. Setyawan, M.Sc. dan Bapak Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng.
selaku pembimbing I dan pembimbing II, terima kasih atas bimbingan, pengarahan dan solusi selama mengerjakan skripsi ini.
4. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK, yang turut andil dalam beberapa proses pengerjaan skripsi ini.
5. Teman-teman kos Macan khususnya yang membantu dan mendorong untuk segera lulus, Nurhuda, Bagus Akbar, Eko, Dio, Andika, Dani, Yosa, Aldo, Risky terimakasih sudah menemani dan memberi support yang sangat besar kepada penulis.
6. Teman-teman Jambewangi khususnya Restu Kriting, Dido Mainanmu, Melky Sedeng, Eno Lambe, Rein Celeng, Reymon, Elisa Mlipir, Pandu Bagong, serta Yogi Keycot atas segala kerendahan hatinya dalam menyediakan wifi, kopi, tempat sambat, refreshing dalam bermain Mobile Legends bersama secara gratis.
7. Teman-teman Cemara khususnya Adit teman sebotol, Arvin si tulang lunak, Wendy, Gigih teman kereku atas segala pengalaman dalam kewanitaan dan pendewasaan diri selama ini.
8. Teman-teman angkatan 2014, terima kasih banyak atas semua pengalaman kuliah terutama dalam susah dan sedihnya bersama selama di FTEK.
iv
9. Teman-teman di dusun Kalisari dalam menggibah bersama, Andi Mubarok, Bagus Kencus, Bambang Wika, Koir Petromak, Dani, Bayu dan Slamet Mince yang sudah menikah atas segala keresahan bersama maturnuwun.
10.Galuh Sheliani, kamu yang terbaik terimakasih.
11.Terimakasih Zico temannya Dido dan sekarang jadi temanku, atas inspirasinya dalam segala hal walaupun ngapusi.
12.Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu tetapi turut andil dalam proses pengerjaan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi ini dapat berguna untuk kedepannya bagi kemajuan di bidang teknik elektronika.
Salatiga, Agustus 2019
v
DAFTAR ISI
INTISARI ... i
ABSTRACT ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... x BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1. Tujuan ... 1 1.2. Latar Belakang ... 1 1.3. Batasan Masalah... 4 1.4. Sistematika penulisan ... 5
BAB II DASAR TEORI ... 6
2.1. Arduino Mega 2560 ... 6
2.2. NodeMCU ... 6
2.3. RTC (Real Time Clock) ... 7
2.4. Modul Sensor Tegangan AC ZMPT101B ... 8
2.5. Modul Sensor Arus ACS712 ... 8
2.6. Modul AC Light Dimmer ... 9
2.7. Lampu LED Dimmable ... 9
2.8. MIT App Inventor 2 ... 10
BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 11
vi
3.2. Perancangan Perangkat Keras Sistem ... 12
3.3. Perancangan Elektronika Sistem ... 14
3.3.1. Pengendali Utama ... 14
3.3.2. Koneksi Dengan Wifi ... 15
3.3.3. Real Time Clock ... 16
3.3.4. Modul Sensor Tegangan ZMPT101B ... 16
3.3.5. Modul Sensor Arus ACS712 30A ... 17
3.3.6. Modul AC Light Dimmer ... 17
3.3.7. Rangkaian AC... 18
3.4. Perancangan Perangkat Lunak Sistem ... 19
3.4.1. Cara Kerja Mikrokontroler ... 19
3.4.2. User Interface Aplikasi di Smartphone ... 21
3.4.2.1. Menu ON/OFF ... 23
3.4.2.2. Menu Timer ... 24
3.4.2.3. Menu Schedule ... 25
3.4.2.3. Menu Dimmer ... 26
3.4.2.5. Menu Info KWH ... 27
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ... 28
4.1. Pengujian Pairing Wifi ... 28
4.2. Pengujian Sensor Tegangan ZMPT101B ... 30
4.3. Pengujian Sensor Arus ACS712 ... 35
4.4. Pengujian Menu “ON/OFF”... 37
vii
4.6. Pengujian Menu “Schedule” ... 42
4.7. Pengujian Menu “Dimmer” ... 44
4.8. Pengujian Menu “Info KWH”... 46
4.9. Pengujian Jarak Kerja Efektif Wifi ... 48
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 50
5.1. Kesimpulan ... 50
5.2. Saran Pengembangan ... 51
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Arduino Mega 2560 ... 6
Gambar 2.2. NodeMCU ESP8266 ... 7
Gambar 2.3. RTC PCF8563 ... 7
Gambar 2.4. Modul Sensor Tegangan AC ZMPT101B.. ... 8
Gambar 2.5. Modul Sensor Arus ACS712.. ... 8
Gambar 2.6. Modul AC Light Dimmer.. ... 9
Gambar 2.7. Lampu LED Dimmable... ... 10
Gambar 2.8. Logo MIT App Inventor 2.. ... 10
Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem.. ... 12
Gambar 3.2. Box Akrilik... ... 12
Gambar 3.3. Rangkaian Alat Pada Bagian Dalam Box Akrilik.. ... 13
Gambar 3.4. Perangkat Keras Sistem... ... 13
Gambar 3.5. Rangkaian DC Sistem.. ... 15
Gambar 3.6. Rangkaian NodeMCU dengan Arduino Mega.. ... 15
Gambar 3.7. Rangkaian RTC dengan NodeMCU dan Arduino Mega.. ... 16
Gambar 3.8. Rangkaian Sensor Tegangan dengan Arduino Mega... ... 16
Gambar 3.9. Rangkaian Sensor Arus dengan Arduino Mega... ... 17
Gambar 3.10. Rangkaian AC Light Dimmer dengan Arduino Mega.. ... 17
Gambar 3.11. Rangkaian AC Sistem... ... 18
Gambar 3.12. Diagram Alir Mikrokontroler... ... 19
ix
Gambar 3.14. Tampilan Menu Aplikasi... ... 22
Gambar 3.15. Tampilan Menu ON/OFF... ... 23
Gambar 3.16. Tampilan Menu Timer... ... 24
Gambar 3.17. Tampilan Menu Schedule.. ... 25
Gambar 3.18. Tampilan Menu Dimmer... ... 26
Gambar 3.19. Tampilan Menu Info KWH... ... 27
Gambar 4.1. Tampilan Pengujian Pairing Wifi ... 28
Gambar 4.2. Grafik Trendline Tabel 4.5... ... 32
Gambar 4.3. Tampilan Data Sensor Tegangan Serial Monitor.. ... 34
Gambar 4.4. Grafik Trendline Tabel 4.10... ... 35
Gambar 4.5. Tampilan Pembacaan Sensor Arus Pada Serial Monitor... ... 36
Gambar 4.6. Tampilan Menu “ON/OFF” Aplikasi 4 Lampu Menyala.. ... 37
Gambar 4.7. Tampilan Menu “Timer” Aplikasi... ... 39
Gambar 4.8. “Timer” Pada Serial Monitor.. ... 40
Gambar 4.9. Data “Timer” Lampu 1 Salah... ... 41
Gambar 4.10. Tampilan Menu “Schedule” Aplikasi... ... 42
Gambar 4.11. Tampilan Menu “Schedule” Pada Serial Monitor... ... 43
Gambar 4.12. Tampilan Menu “Dimmer” Aplikasi... ... 44
Gambar 4.13. Tampilan Menu “Info KWH” Aplikasi.. ... 46
x
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Perbandingan Skripsi ... 3
Tabel 3.1. Konfigurasi Pin Mikrokontroler Arduino Mega 2560 ... 14
Tabel 4.1. Pengujian Pairing Wifi ... 29
Tabel 4.2. Pengukuran Multimeter dan Nilai Tegangan Efektif Sensor tegangan 1 31 Tabel 4.3. Pengukuran Multimeter dan Nilai Tegangan Efektif Sensor tegangan 2 31 Tabel 4.4. Pengukuran Multimeter dan Nilai Tegangan Efektif Sensor tegangan 3 31 Tabel 4.5. Pengukuran Multimeter dan Nilai Tegangan Efektif Sensor tegangan 4 32 Tabel 4.6. Pengujian Sensor Tegangan 1 ... 33
Tabel 4.7. Pengujian Sensor Tegangan 2 ... 33
Tabel 4.8. Pengujian Sensor Tegangan 3 ... 33
Tabel 4.9. Pengujian Sensor Tegangan 4 ... 34
Tabel 4.10. Pengukuran Multimeter dan Nilai Arus Efektif Sensor Arus ... 35
Tabel 4.11. Pengujian Sensor Arus ACS712 ... 36
Tabel 4.12. Pengujian Menyalakan 4 Lampu ... 38
Tabel 4.13. Pengujian Mematikan 4 Lampu ... 38
Tabel 4.14. Pengujian Menu “Timer” 4 Lampu ... 40
Tabel 4.15. Pengujian Menu “Schedule” 4 Lampu ... 43
Tabel 4.16. Pengujian Menu “Dimmer” 4 Lampu ... 45
Tabel 4.17. Pengujian Menu “Info KWH” 4 Lampu ... 47
