1
PENGENDALIAN LAMPU RUMAH BERBASIS GOOGLE
ASISSTANT MELALUI SMARTPHONE MENGGUNAKAN
NodeMCU-12E ESP8266 DI NUKE KOMPUTER SERVICE
Agus Listyo1
Sistem Informasi STMIK HIMSYA Jalan Kelud Raya No. 2 UTC Semarang
Email : aguslistyo0@gmail.com
Agus Purwanto2
Sistem Informasi STMIK HIMSYA Jalan Kelud Raya No.2 UTC Semarang
Email : aguspurwanto.mr@gmail.com
Septia Lutfi3
Sistem Informasi STMIK HIMSYA Jalan Kelud Raya No.2 UTC Semarang
Email : Septialutfi@gmail.com
Abstrak
Teknologi telah menjadi "asisten pribadi" yang membantu mengatur kesibukan sehari-hari. Mulai dari menemani kita menjalani keseharian hingga menemukan informasi yang memudahkan rutinitas.
Google Assistant adalah sebuah percakapan yang terjadi antara pengguna dan Google yang dapat membantu aktifitas dengan lancar saat di rumah atau di mana pun kita berada, teknologi berbasis suara ini dapat digunakan di smartphone Android, aplikasi chatting Allo, dan speaker pintar Google Home.
Salah satu aktifitas yang penulis ingin wujudkan yaitu PENGENDALIAN LAMPU RUMAH Berbasis Google Asissten melalui smartphone, dimana teknologi ini cukup dibutuhkan pada rumah modern, Karena dengan teknologi ini memudahkan kita dalam mengontrol lampu rumah ketika sedang bepergian,karena bersifat “mobile kapanpun dan dimanapun”.
Kata Kunci : Pengendali Lampu Google Assisten 1. Pendahuluan
Salah satu kemajuan yang bisa dirasakan adalah di bidang kendali, saat ini dengan adanya teknologi jaringan komputer Internet of Things (IoT) yang sudah tumbuh pesat tanpa hambatan jarak dan waktu dapat dipecahkan dengan solusi teknologi Menurut (Gubbi, 2013), mendefinisikan IoT sebagai berikut: “Interkoneksi dari perangkat-perangkat pengindera dan penggerak, yang memberikan kemampuan untuk berbagi informasi lintas platform melalui sebuah kerangka yang disatukan, mengembangkan gambar operasi umum sehingga memungkinkan aplikasi yang inovatif “. Sedangkan (Ma, 2011), menjelaskan bahwa IoT mempunyai tiga karakteristik utama:
1) Objek-objek diberi perangkat/alat pengukur. 2) Terminal-terminal otonom yang saling terhubung. 3) Layanan-layanan yang bersifat cerdas.
Dengan demikian, IoT merupakan teknologi canggih yang benar-benar bersifat lintas disiplin, mencakup: ilmu komputer, komunikasi, mikroelektronik, dan teknologi sensor. Contohnya adalah perkembangan teknologi yang bisa dimanfaatkan dari adanya koneksi internet ini bisa mengakses peralatan elektronik seperti lampu ruangan atau perangkat elektronika lain yang dapat dioperasikan dengan cara online melalui website ataupun smartphone yang terinstal Google Assistant, sehingga, dapat memudahkan pengguna memantau ataupun mengendalikan lampu atau perangkat elektronika lainya kapanpun dan dimanapun dengan catatan dilokasi yang akan diterapkan teknologi kendali jarak jauh mempunyai jaringan internet yang memadai.
Google Assistant adalah asisten pribadi cerdas yang dikembangkan oleh Google.
Google Assistant tersedia dalam aplikasi bergerak Google Search untuk Android dan iOS, serta penjelajah web Google Chrome di komputer pribadi. Google Assistant menggunakan bahasa antarmuka pengguna alami untuk menjawab pertanyaan, membuat rekomendasi, dan melakukan tindakan dengan mendelegasikan permintaan untuk satu set layanan web. Mengoperasikan lampu dengan perintah suara membuat Google Assistant tidak hanya sangat bermanfaat, tetapi juga menyenangkan, sehingga diperlukanlah sarana untuk melaksanakan perintah-perintah tersebut, oleh karena itu bengkel Nuke Komputer Service membutuhkan alat ini untuk kemudahan dalam mematikan atau menyalakan lampu rumah ketika sedang bepergian ataupun mudik ke luar kota dengan cara praktis tinggal mengucapkan perintah menyalakan atau mematikan lampu lewat aplikasi Ok Google di smartphone, ataupun dari website jika smartphone belum suportgoogle assistant.
Berdasarkan uraian tersebutlah yang melatar belakangi penulis untuk melakukan penelitian dengan judul “PENGENDALIAN LAMPU RUMAH Berbasis Google Asissten Melalui Smartphone Menggunakan NodeMCU-12E ESP8266 Nuke Komputer Service”.
2. Kerangka Teori
NodeMCU merupakan sebuah open source platform IoT dan pengembangan kit yang menggunakan bahasa pemrograman Lua untuk membantu dalam membuat prototype produk IoT atau bisa dengan memakai sketch dengan adruino IDE.
Pengembangan kit ini didasarkan pada modul ESP8266, yang mengintegrasikan GPIO, PWM (Pulse Width Modulation), IIC, 1-Wire dan ADC
(Analog to Digital Converter) semua dalam satu board. NodeMCU berukuran panjang 4.83cm,
2
lebar 2.54cm, dan berat 7 gram. Board ini sudahdilengkapi dengan fitur WiFi dan Firmwarenya yang bersifat opensource.
Kemudahan akses. Artinya para pengguna dalam satu area dapat mengakses internet secara bersamaan tanpa perlu direpotkan dengan kabel.
Pengguna yang ingin melakukan surfing atau browsing berita dan informasi diinternet, cukup membawa laptop atau ponsel berkemampuan Wi-Fi ke tempat dimana terdapat access point atau hotspot. Perangkat ini lebih detail dan boardnya lebih nyaman untuk digunakan Modul NodeMCU ESP8266-12E WiFi dikembangkan oleh Ai-thinker Team. prosesor inti ESP8266 dalam ukuran modul yang lebih kecil mengenkapsulasi Tensilica L106 mengintegrasikan daya 32-bit MCU mikro-rendah yang sangat kuat di industri, dengan mode pendek 16-bit, Kecepatan clock mendukung 80 MHz, 160 MHz, mendukung RTOS, terintegrasi Wi-Fi MAC / BB / RF / PA / LNA, antena on- board. Modul ini mendukung IEEE802.11 b / g / n standar, diatas protokol TCP / IP lengkap. Pengguna dapat menggunakan tambahkan modul ke jaringan perangkat yang ada, atau buat pengontrol jaringan terpisah.
ESP8266 adalah SOC nirkabel integrasi tinggi, yang dirancang untuk perancang platform seluler yang dibatasi ruang dan daya. Ini menyediakan kemampuan yang tak tertandingi untuk menanamkan kemampuan Wi-Fi dalam sistem lain, atau berfungsi sebagai yang berdiri sendiri aplikasi, dengan biaya terendah, dan kebutuhan ruang yang minimal.
2.1. Relay
Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak Saklar/Switch). Komponen elektronika ini menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi ( Arifianto, 2011 )
2.2. Pengendalian Lampu Rumah Google Asissten
Adalah aplikasi gabungan antara teknologi dan pelayanan pada lampu rumah dengan fungsi tertentu yang bertujuan untuk meningkatkan efisiensi dan kenyamaan pemilik rumah. Contohnya adalah perkembangan teknologi yang bisa dimanfaatkan dari adanya koneksi internet ini bisa mengakses peralatan elektronik seperti lampu ruangan atau perangkat elektronika lain yang dapat dioperasikan dengan cara online melalui website ataupun smartphone yang terinstal Google Assistant, sehingga, dapat memudahkan pengguna memantau ataupun mengendalikan lampu atau perangkat elektronika lainya kapanpun dan dimanapun dengan catatan dilokasi yang akan diterapkan teknologi kendali jarak jauh mempunyai jaringan internet yang memadai.
Google Assistant adalah asisten pribadi cerdas yang dikembangkan oleh Google. Google Assistant tersedia dalam aplikasi bergerak Google Search untuk Android dan iOS, serta penjelajah web Google Chrome di komputer pribadi. Google Assistant menggunakan bahasa antarmuka pengguna alami untuk menjawab pertanyaan,
membuat rekomendasi, dan melakukan tindakan dengan mendelegasikan permintaan untuk satu set layanan web.
Mengoperasikan lampu dengan perintah suara membuat Google Assistant tidak hanya sangat bermanfaat, tetapi juga menyenangkan, sehingga diperlukanlah sarana untuk melaksanakan perintah-perintah tersebut.
Alat ini untuk kemudahan dalam mematikan atau menyalakan lampu rumah ketika sedang bepergian ataupun mudik ke luar kota dengan cara praktis tinggal mengucapkan perintah menyalakan atau mematikan lampu lewat aplikasi Ok Google di smartphone, ataupun dari website jika smartphone belum suportgoogle assistant.
2.3. MQTT Server
Kalau kita terbiasa menggunakan REST dengan JSON untuk komunikasi IoT sebenarnya ada cara yang lebih efisien untuk transfer data di sistem Internet Of Things. Ada beberapa pertimbangan mengapa transfer data di sistem IoT harus seefisien mungkin, bahwa pada sistem IoT terutama pada bagian perangkat akuisisi data seperti sensor & embedded device biasanya memakai catu daya yang disediakan oleh baterai, solar panel dll. Koneksi perangkat ini dengan server atau internet biasanya memakai koneksi WiFi, Bluetooth, GSM, gelombang radio dll. yang memerlukan catu daya cukup besar saat koneksi terjadi apalagi kalau koneksi terjadi tiap waktu, batasan lainnya yaitu ukuran media penyimpanan internal dan RAM dari perangkat- perangkat ini biasanya relatif cukup kecil (Arduino, Nucleo STM32, NodeMCU dll.). Jadi ada beberapa optimasi yang harus diperhatikan dalam pertukaran data pada sistem IoT agar transfer data bisa seefisien mungkin,
1. menekan ukuran paket data sekecil mungkin sehingga trafik bisa meningkat.
2. Meminimalisasi proses komputasi untuk encoding dan decoding dari paket data.
3. Data hanya menggunakan ruang penyimpanan yang sekecil mungkin.
Optimasi-optimasi diatas disediakan oleh protokol yang bernama MQTT. Protokol MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) adalah protokol yang berjalan pada diatas stack TCP/IP dan mempunyai ukuran paket data dengan low overhead yang kecil (minimum 2 bytes) sehingga berefek pada konsumsi catu daya yang juga cukup kecil.
Protokol ini adalah jenis protokol data-agnostic yang artinya kita bisa mengirimkan data apapun seperti data binary, text bahkan XML ataupun JSON dan protokol ini memakai model publish/subscribe daripada model client-server.
Stack TCP/IP sekarang sudah banyak di dukung oleh mikrokontroler seperti seri STM32Fx7 maupun device board yang umum dipasaran seperti Arduino Yun, Arduino + Ethernet Shield, ESP8266 WiFi SoC, Raspberry Pi dll. Sistem umum MQTT seperti pada gambar diatas membutuhkan dua komponent perangkat lunak utama yaitu
1. MQTT Client yang nantinya akan di install di device. Untuk Arduino anda bisa memakai pubsubclient,
3
pustaka seperti mqtt.js bisa dipakai pada platformNode.js di Raspberry Pi ataupun laptop.
2. MQTT Broker yang berfungsi untuk menangani publish dan subscribe data. Untuk platform Node.js anda bisa memakai broker mosca sedangkan untuk platform yg lain banyak broker tersedia seperti mosquitto, HiveMQ dll.
Keuntungan dari sistem publish/subscribe adalah antara sumber pengirim data (publisher) dan penerima data (klien) tidak saling mengetahui karena ada broker diantara mereka atau istilah kerennya yaitu space decoupling dan yang lebih penting lagi yaitu adanya time decoupling dimana publisher dan klien tidak perlu terkoneksi secara bersamaan, misalnya klien bisa saja disconnect setelah melakukan subscribe ke broker dan beberapa saat kemudian klien connect kembali ke broker dan klien tetap akan menerima data yang terpending sebelumnya proses ini dikenal dengan mode offline.
Dalam MQTT dikenal istilah topic yaitu berupa UTF-8 string yang perannya hampir sama seperti topik pada chat hanya saja lebih sederhana dan berfungsi sebagai filter untuk broker dalam mengirimkan pesan ke tiap klien yang terhubung atau dengan kata lain topic adalah kanal bagi klien untuk subscribe.
Yang perlu diingat adalah klien MQTT (laptop dan mobile device untuk gambar diatas) juga bisa menjadi publisher. Jadi misalnya anda menginstall mqtt.js pada laptop dan mqtt.js satunya pada Raspberry Pi maka dua- duanya bisa menjadi subscriber satu sama lain ataupun menajdi publisher satu sama lain hanya saja keduanya terhubung dengan topic tertentu melalui broker.
Satu lagi yang membuat MQTT berbeda adalah adanya level kualiatas dari layanan atau QoS. Jadi pesan yang di publish pasti memiliki satu dari 3 level QoS. Level-level ini memberikan garansi akan konsistensi (reliability) dari pengiriman pesan. Klien dan broker menyediakan mekanisme penyimpanan dan pengiriman kembali dari pesan sehingga meningkatkan
konsistensi data akibat kegagalan network, restart dari aplikasi dan sebab-sebab lainnya.
3. Metodologi
Gambar 1.1 Perancangan
Keterangan gambar diatas dapat dijelaskan sebagai berikut :
1. Studi Literatur
Tahap ini dilakukan untuk mencari informasi sehubungan dengan kontrol mikrokontroler NodeMCU 12-E ESP8266 dengan menggunakan interface voice recognition dari google assistan. 2. Penentuan Tujuan Penulisan
Pada tahap ini penelitian dilakukan untuk mengetahui arah pembuatan skripsi ini.
3. Pengumpulan Data
Tahap ini dilakukan proses pengumpulan data dimana data yang diambil adalah arus listrik dan daya yang dikosumsi oleh lampu serta alternatif lampu 12 volt untuk simulasi lampu 220 volt pada rumah.
4. Perancangan Penelitian
Pada langkah ini terbagi menjadi 2 tahap yaitu : a. Perancangan Hardware Perancangan Hardware
bertujuan untuk merancang peralatan atau rangkaian pendukung system yang akan dibuat. b. Perancangan Software Perancangan Software
dilakukan untuk memudahkan dalam implementasi system software nanti.
5. Pembuatan
Terdapat 3 bagian dalam tahap pembuatan :
a. Pembuatan Hardware Pembuatan hardware merupakan proses untuk membuat rangkaian pendukung untuk system yang akan dibuat. b. Pembuatan Software Pembuatan software
merupakan proses pembuatan program untuk system yang akan dibuat.
6. Uji Coba dan Analisis Tahap ini dilakukan untuk menguji kerja dari keseluruhan system, yang mencakup :
a. Pengujian sistem kontrol NodeMCU 12-E ESP8266
4
b. Pengujian terhadap objek yang diuji yaituPengujian lampu tiap kamar menggunakan ucapan penulis pada aplikasi google assistant, jika sistem yang diuji belum sesuai, maka kembali ke tahap pembuatan. Tahap Analisa dilakukan untuk menganalisa hasil pengujian dari sistem, apakah sistem yang dibuat telah sesuai dengan yang diharapkan. Jika sistem yang dibuat belum sesuai, maka kembali melakukan pengujian.
7. Kesimpulan dan Saran Kesimpulan dan saran merupakan tahapan akhir dari sistem yang dibuat, dimana kesimpulan berisikan hal-hal yang dianggap pokok didalam proses pembuatan sistem. Saran berisikan hal-hal yang merupakan masukan dari pengguna sistem demi kesempurnaan sistem yang dibuat.
4. Hasil dan Pembahasan (Time New Roman, 10
Bold)
Tahapan pertama yaitu instalasi software dan pendaftaran akun cloud diantaranya :
1. Arduino IDE
IDE (Integrated Development Environment) yang diperuntukan untuk membuat perintah atau source code, melakukan pengecekan kesalahan, kompilasi, upload program, dan menguji hasil kerja adruino melalui serial monitor. Arduino IDE adalah software yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan Java. IDE Arduino terdiri dari: Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan
pengeditprogram dalam bahasa Processing. 2. Compiler, sebuah modul yang mengubah kode
program (bahasa Processing) menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah mikrokontroler tidak akan bisa memahami bahasa Processing. Yang bisa
dipahami oleh mikrokontroler adalah kode biner. Itulah sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini. 3. Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner
dari komputer ke dalam memory didalam papan Arduino. Sebuah kode program Arduino umumnya disebut dengan istilah sketch. Kata“sketch” digunakan secara bergantian dengan “kode program” dimana keduanya memiliki arti yang sama. (http://www.arduino.cc) 4. Adafruit.io
Adafruit adalah Platform penyedia layanan server Cloud IOT yang prinsip kerjanya memakai model publish/subscribe daripada model client server database yang di upload/download ke sebuah perangkat mikrokontroler. Banyak yang bisa dilakukan di platform adafruit iniseperti memonitor suhu, kecepatan motor, remote dan banyak lagi tentunya secara realtime.
5. IFTTT ( If This Than That )
If This Then That (IFTTT) adalah sebuah aplikasi yang memungkinkan untuk 'menghubungkan' dua aplikasi web menjadi satu. Linden Tibbets, pembuat aplikasi ini memiliki visi untuk memungkinkan data digital seperti data fisik, dimana pengguna dapat Menggabungkan beberapa hal untuk membuat hal baru dengan mudah, kapan dan dimana saja. Layanan ini berbasis web gratis untuk membuat rantai pernyataan kondisional sederhana , yang disebut applet. Setiap perintah yang dimengerti google assistant, maka akan secara otomatis akan dikirim perintah tersebut ke adafruit.io oleh IFTTT. Pemicu/ triggernya ialah perintah yang dimengerti google assistant dan reaksi/ resulting actionnya ialah perintah diteruska ke adafruit.io untuk mengakses perangkat NodeMCU-12E ESP8266, itu ialah inti utama IFTTT, otomatisasi yang dimulai dengan kalimat If This Then That. Tahapan yang kedua yaitu pembuatan prototype.
5
Rancangan sistem Prototype Kontrol Lampu GoogleAssistant yang akan dibangun berupa prototype yang mewakili desain pada rumah dan terhubung dengan hardware yang akan digunakan pada sistem Prototype Kontrol Lampu Google Assistant. Adapun perancangan Hardware dan sistem Prototype Kontrol Lampu Google Assistant pada gambar 1.3. Keterangan komponen pembangun prototype ini yaitu:
1. NodeMCU 12-E ESP8266
NodeMCU 12-E ESP8266 disini sebagai sistem control lampu. Setelah perintah dari cloud server sampai ke NodeMCU 12-E ESP8266 selanjutnya akan diteruskan ke modul relay.
2. Modul Relay
Modul relay disini sebagai saklar kontaktor yang akan menyalakan ataupun mematikan lampu-lampu sesuai perintah yang diterima dari perangkat mikrokontroler NodeMCU 12-E ESP8266.
3. Step Down DC 5 volt
Fungsi dari alat ini adalah merubah voltase DC ke DC, agar bisa diatur untuk output lebih kecil. Untuk menurunkan tegangan DC dengan selisih tidak berbeda jauh bisa mengunakan komponen sederhana. 4. Power Supply 12 volt
Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebutdengan Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya. Pada dasarnya Power Supply atau Catu daya ini memerlukan sumber energi listrik yang kemudian mengubahnya menjadi energi listrik yang dibutuhkan oleh perangkat elektronika lainnya. Oleh karena itu, Power Supply kadang-kadang disebut juga dengan istilah Electric Power Converter. Gambar 2.9 berikutadalah contoh DC Power Supply 12volt 5. Indikator
Lampu LED indikator berkedip jika mencari jaringan internet dan menyala ketika mendapat jaringan internet dan terhubung dengan Cloud. 6. Lampu LED
Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya. Lampu LED hanya butuh energi sebesar 10% dari energi yang dibutuhkan lampu pijar. Tidak seperti lampu pijar dan lampu neon, lampu LED akan menghasilkan terang sepenuhnya tanpa perlu waktu pemanasan (warm-up); usia pakai lampu neon juga berkurang jika sering menyalakan dan mematikan lampu.
5. Kesimpulan
Berdasarkan penelitian dan pembahasan yang telah dipaparkan sebelumnya maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebaga berikut:
1. Telah berhasil dibuat Prototype Sistem Kontrol Lampu Google Assistant dengan mikrokontroler NodeMCU-12E ESP8266. Prototype Sistem Kontrol Lampu Google Assistant dibuat menggunakanm NodeMCU-12E ESP8266 yang diaplikasikan kedalam maket sebagai simulator.
2. Ruangan rumah ( lampu- lampu ) Prototype Sistem Kontrol Lampu Google Assistant dikontrol melalui interface aplikasi google assistant pada smartphone, dan bisa juga melalui feeds di website Adafruit.io. 3. Terbangunnyakontrol lampu ruangan rumah pada
Prototype Sistem Kontrol Lampu Google Assistant yang dapat diakses dengan satu akun google yang telah terdaftar di adafruit.io dan IFTTT.
4. Prototype Sistem Kontrol Lampu Google Assistant dapat dikontrol dimana saja dan kapan saja selama memiliki koneksi internet.
Daftar Pustaka (Time New Roman, 10 Bold)
[1] M. Fajar Wicaksono., dan Hidayat,(2017) Mudah Belajar Mikrokontroler Arduino, Penerbit: Informatika.
[2] Meutia, E. D. (2015). Internet of Things – Keamanan dan Privasi. In Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro 2015 (pp. 85–88). Banda Aceh , dari: Universitas Syiah Kuala; http://snete.unsyiah.ac.id/201 5/prosiding/Naskah 15.pdf.
6
[3] Muhammad Andi, 2015,Konfigurasi ESP8266 sebagai Clientdan AP,
[4] http://www.boarduino.web.i d/2015/08/konfigurasi- esp8266-sebagai- clientdan.html; (diakses pada 1 Maret 2016).
[5] Sulaiman.(2012). Mengenal Komponen Elektronika. Bandung: Pionir Jaya.
[6] Wemos,(2015). Arduino, January 10 2017, dari :arduino; https://forum.arduino.cc/inde x.php?topic=346064.0.
[7] Wicaksono. H,(2009),Prinsip dan Aplikasi, In Catatan Kuliah ”Automasi 1” (Relay – Pr, pp. 1–12). Surabaya: Universitas Petra
