PERANCANGAN SISTEM KONTRTOL BEBAN LISTRIK RUMAH
BERBASIS WEB DENGAN RASPBERRY PI
Fadliondi
1*, Joko Triyono
21, 2 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta,
Jalan Cempaka Putih Tengah 27 JakartanPusat, 10510
*E-mail address : fadliondi@ftumj.ac.id
ABSTRAK
Banyak bermunculannya alat-alat yang menggunakan sistem kontrol digital dan otomatis, merupakan bukti perkembangan ilmu teknologi saat ini. Biasanya manusia mengontrol perangkat elektronik rumah dengan cara manual tetapi saat ini dengan memanfaatkan sistem kontrol digital perangkat elektronik dapat dikontrol dengan menggunakan satu pengontrol pusat saja. Berdasarkan hal tersebut maka diperlukan sebuah Mini PC yaitu sebuah perangkat komputer mini. Mini Pc yang digunakan adalah Raspberry Pi, karena Raspberry Pi telah menerpakan teknologi jaringan wireless dan wire yang dihubungkan dengan teknologi smartphone yang saat ini menjadi reward dalam perkembangan dunia teknologi. Tujuan penelitian ini adalah mendapatkan kemudahan dalam mengontrol perangkat elektronik yang digunakan di dalam rumah dengan cara pengontrolan yang terpusat pada halaman website yang dapat diakses melalui semartphone, laptop (PC) atau perangkat sejenisnya. Sistem yang dirancang untuk mengontrol ON dan OFF perangkat seperti lampu, televisi, kipas angin ini dirancang dengan menggunakan LXTerminal pada Raspberry Pi, bahasa Python sebagai bahasa pemrograman yang digunakan untuk membuat sistem kontrol pada Raspberry Pi. Pengujian dilakukan dengan membuka halaman website sistem kontrol yang dibuat, pada halaman website akan ditampilkan ikon perangkat yang ingin dikontrol dan kemudian user dapat mengontrol perangkat elektronik dengan cara mengeklik ikon untuk menyalakan atau mematikan perangkat elektronik pada halaman website. Hasil pengujian didapat perangkat elektronik berhasil dikontrol melalui halaman website.
Kata kunci : Mini PC, Raspberry Pi, Smartphone, LXTerminal, Python.
ABSTRACT
The emergence of many tools that use digital control systems and automatic, is a testament to the development of today's technology. Normally humans control the home electronic devices by hand but this time with a digital control system utilizes an electronic device can be controlled using a central controller only. Based on this it needed a Mini PC is a mini computer device. Mini Pc used are Raspberry Pi, for Raspberry Pi has menerpakan wireless network technology and a wire connected to the smartphone technology which is currently a reward in the development of the technology world. The purpose of this study is find it easy to control the electronic devices used in the home by way of control centered on web pages that can be accessed via semartphone, laptop (PC) device or the like. The system is designed to control ON and OFF devices such as lights, television, fan is designed using LXTerminal on Raspberry Pi, the Python language as a programming language used to create the control system on the Raspberry Pi. Testing is done by opening the web page control system is created, the web page will display the device icon who want to control and then the user can control electronic devices by clicking on the icon to turn on or turn off electronic devices on the website page. The test results obtained electronic devices successfully controlled through a web page.
Keywords: Mini PC, Raspberry Pi, Smartphone, LXTerminal, Python.
PENDAHULUAN
Banyak bermunculannya alat-alat yang menggunakan sistem kontrol digital dan otomatis, merupakan bukti perkembangan ilmu teknologi saat ini. Biasanya manusia mengontrol perangkat elektronik rumah dengan cara manual tetapi saat ini dengan memanfaatkan sistem kontrol digital perangkat
elektronik dapat dikontrol dengan menggunakan satu pengontrol pusat saja. Berdasarkan hal tersebut maka diperlukan sebuah Mini PC yaitu sebuah perangkat komputer mini. Mini Pc yang digunakan adalah Raspberry Pi, karena Raspberry Pi telah menerpakan teknologi jaringan wireless dan wire yang dihubungkan dengan teknologi
smartphone yang saat ini menjadi reward dalam perkembangan dunia teknologi.
Penggunaan teknologi website saat ini dapat diaplikasikan sebagai sistem kontrol dan monitoring, yang digunakan untuk mengendalikan peralatan elektronika yang ada digunakan di rumah, sehingga user cukup mengontrol dari PC atau smartphon yang terhubung dengan jaringan internet dengan membuka halaman website dari sistem kontrol yang dibuat. Dalam hal ini pengonttrolan menggunakan Raspberry Pi memiliki beberapa keunggulan seperti low power dan relatif mudah apabila dihubungkan dengan web server dibandingkan dengan mikrokontroler. Dengan memanfaat Mini PC Raspberry Pisebagai webserver dapat menggantikan fungsi PC pada umumnya.
Berdasarkan latar belakang diatas serta keinginan penulis untuk memberikan solusi dari permasalahan dan kebutuhan yang muncul, maka penulis mengmbil judul untuk
“Perancangan Sistem Kontrol Beban Listrik Rumah Berbasis Web Dengan Raspbery Pi”..
DASAR TEORI
Konsep dasar sistem control
Suatu sistem kontrol otomatis dalam suatu proses kerja berfungsi mengendalikan proses tanpa adanya campur tangan manusia (otomatis). Kontrol otomatis mempunyai peran penting dalam dunia industri modern saat ini. Dalam sistem kontrol kita mengenal adanya sistem kontrol Loop Terbuka (Open-loop control system) dan sistem kontrol Loop tertutup (Closed-loop Control System).
Sistem Kontrol Loop Terbuka
Sistem kontrol loop terbuka adalah sustu sistem kontrol yang keluaranya tidak berpengaruh terhadap aksi pengontrolan. Dengan demikian pada sistem kontrol ini, nilai keluaran tidak di umpan balikkan ke parameter pengendalian.
Sistem Kontrol Loop Tertutup
Ssitem kontol loop tertutup adalah sustu sistem kontrol yang sinyal keluarannya memiliki pengaruh langsung terhadap aksi pengendalian yang dilakukan. Yang menjadi ciri dari sistem pengendali tertutup adalah adnya sinyal umpan balik. Sinyal umpan balik
merupakan sinyal keluaran atau suatu fungsi keluaran dan turunannya yang diumpankan ke elemen kendali untuk memperkecil kesalahan dan membuat keluaran sistem mendekati hasil yang diinginkan.
Raspberry Pi
Gambar 2.1 Raspberry Pi
Raspberry Pi adalah sebuah komputer mini dengan menggunakan sistem operasi linux. Pada raspberry Pi terdapat pin yang disebut dengan GPIO (General Purpose Input Output), dan Raspberry Pi memungkinkan untuk dihubungkan dengan peralatan elektronik custom. Pada pin GPIO ini juga dapat dihubungkan dengan arduino dan mikrokontroler.
Arduino nano
Arduino nano adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open-source yang didasrkan pada Atmega 328. Arduino nano memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya kesebuah computer dengan sebuah kabel mini USB dan juga dapat berfungsi sebagai input power suply. Kelebihan arduino dibandingkan dengan Raspbery Pi adalah tersedianya input analog sehingga tidak membutuhkan analog digital converter lagi untuk interkoneksi dengan sensor yang memiliki output analog
Gambar 2.2 Arduino nano
Sensor arus ACS 712
Sensor arus ACS 712 merupakan modul sensor arus yang sinyal arusnya dapat dibaca melalui analog IO port Arduino, beroperasi padacatu daya tunggal 5.0 volt. Pada projek ini sensor arus ACS 712 digunakan untuk mendeteksi nilai arus yang mengalir kebeban. Berikut gambar dari sensor ACS 712.
Gambar 2.3 Sensor ACS 712
Perancangan Sistem Diagram blok sistem
Secara umum blok diagram dari rancangan sistem kontrol yang akan dibangun tergambar seperti gambar berikut ini:
Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem
Pada gambar 3.1 Relay modul sebagai sklar yang akan menyalakan dan mematikan perangkat dengan berbasiskan smartphone atau laptop (PC) dan Raspberry Pi. Pada sistem kontrol yang dibuat ini nantinya instruksi dari website akan diterima Raspberry melalui wi-fi USB dongle, kemudian Raspberry Pi akan memberi intruksi ON/OFF ke relay modul yang terhubung langsung dengan perangkat elektronika yang di kontrol, maka sensor ACS 712 akan mengirimkan sinyal besarnya arus yang mengalir pada perangkat elektronik yang dikontrol ke arduino nano yang kemudian dikirimkan ke Raspberry Pi untuk di tampilkan pada halaman website besarnya arus yang mengalir pada perangkat elektronik dan sebagai indikasi kondisi perangkat elektronik.
Instalasi pada Raspberry Pi
Berikut ini cara menginstal OS (Operating System) Raspbian wheezy pada Raspberry Pi karena pada penelitian ini penulis memilih Raspbian sebagai operating system: a. Download OS Raspbian wheezy
(
http://www.raspberrypi.org/download
) . File berupa Zip kemudian melakukan extrak file tersebut sehingga menjadi bentuk file iso.b. Buka situs berikut http
://sourceforge.net/projects/win32diskimag
er/ kemudian download
Win32DiskImager.
Masukkan MicroSD card kedalam card reader kemudian buka aplikasi win32 disk imager pada laptop klik gambar folder untuk memilih Raspbian OS yang akan diinstal kemudian menentukan letak MicroSD.
Gambar 3.2 Tampilan Win32 Disk Imager
a. Klik Write, kemudian tunggu sampai proses selesai.
b. Masukkan MicroSD tersebut kedalam slot MicroSD pada Raspberry Pi.
c. Hidupkan Raspberry Pi.
d. Jika sudah masuk Raspbery Pi Config, klik finish.
e. Ketik startx, maka kan muncul tampilan seperti gambar berikut
Gambar 3.3 Tampilan pada Raspbian OS
pada Raspberry Pi
Pembuatan Program GPIO pada Python
Sebelum membuat code program untuk sistem kontrol, terlebih dahulu harus menyususn rangkaian hardwarenya agar bisa diketahui program yang dibuat berjalan atau tidak. Selain pembuatan hardware juga harus menentukan pin-pin GPIO yang akan digunakan. Berikut tampilan program GPIO pada python:
Gambar 3.4 Tampilan Program GPIO pada
Python
Melakukan Setting Wi-fi akses pada Raspberry Pi
Setting Wi-fi akses diperlukan agar Raspberry Pi dapat secara otomatis terhubung dengan jaringan internet saat jaringan wi-fi aktif. Untuk melakukan setting wi-fi akses pada Raspberry Pi dengan menuliskanperintah
“Sudo nano
/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant” pada LXTerminal, kemudian menuliskan nama SSID dan Pasword dari jaringan Wi-fi yang akan digunakan setelah itu tekan cntrl +X kemudian tekan m tombol Y pada keyboard dan enter, seperti ditunjukan pada gambar 3.5 berikut:
Membuat halaman web
Halaman web digunakan sebagai interface user dengan peralatan elektronik yang dikontrol. Dengan dibuatnya halaman web ini, user dalam melakukan kontrol terhadap beban listrik hanya perlu membuka halam web dan mengeklik ikon beban untuk menyalakan atau mematikan. Berikut gambar program dan tampilan halaman web yang dibuat:
Gambar 3.6 Tampilan Halaman Web
Gambar 3.7 Tampilan Program Pembuatan
Halaman Web pada Notepad++
Pengujian Alat dan Pembahasan
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui hasil dari perancangan sistem kontrol yang telah dibuat apakah sesuai dengan yang diharapkan atau tidak. Pengujian dilakaukan pada perangkat keras.
Pengujian Perangkat keras
Pengujian pada perangkat keras dilakukan dengan membuka halaman website melalui browser “
www.joko3ono.xyz
” dan menghubungkan perangkat keras dengan power suply (220 V). Pada pengujian ini user hanya memngeklik ikon beban pada halaman web untuk menyalakan atau mematikan beban. Berikut gambar dari pengujian perangkat keras.Gambar 4.1. Tampilan halaman Website
Gamabar 4.2 Kondisi Driver lampu
Analisa Kinerja Sistem
Untuk analisa kinerja sistem dilakukan pengujian terhadap sitem berdasarkan kondisi jaringan internet yang tersedia untuk mengetahui waktu tunda sistem. Data hasil pengujian ditunjukkan pada tabel berikut:
Percobaan jam Δt (Second) keterangan 1 08.00 5,5 2 08.30 5,6 3 09.00 5,5 4 09.30 5,7 5 10.00 2,5 6 10.30 2,3 7 11.00 3,6 8 11.30 3,6 9 12.00 3,5 10 12.30 3,6 11 13.00 3,4 12 13.30 10,1 13 14.00 10,8 14 14.30 5,3 15 15.00 10,2 16 15.30 2,2
17 16.00 70,4 Kesalahan jaringan (Error)
18 16.30 11,5 19 17.00 2 20 17.30 2,8 21 18.00 5 22 18.30 1,8 23 19.00 3,9 24 19.30 1,5 25 20.00 6,4 26 20.30 5,3 27 21.00 4,5 28 21.30 4,3 29 22.00 2,2 30 22.30 5,6 31 23.00 5,6 32 23.30 2,3 33 00.00 4,4 222,9 s 6,7 s
Tabel Pengujian Waktu Tunda Sistem
Total waktu delay Rata-rata waktu delay
Dari data pada tabel diperoleh rata-rata waktu tunda dari sitem adalah 6,7 second, menunjukkan bahwa sistem memiliki kinerja yang kurang efisien karena tergantung dari kondisi jaringan internet.
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
Dari hasil pengujian peralatan yang telah dibuat pada tugas akhir ini dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1.
Sitem kontrol beban listrik yang telah dibuat dapat mengendalikan peralatan elektronika tegangan AC denganmemanfaatkan jaringan internet dengan
membuka halaman Website yang telah
dibuat.
2. Dengan memanfaatkan jaringan internet untuk mengendalikan perangkat elektronik, diharapkan lebih memudahkan user untuk mengendalikan dari jarak jauh. 3. Dari hasil pengujian sistem memiliki
wantu tunda rata-rata 6,7 s.
4. Sistem restart harus dilakukan melalui halaman terminal LX Raspberry Pi saat terjadi error.
5. Hasil pengukuran arus pada laptop sebesar 0,02 ampere untuk beban lampu 5 watt.
Saran
Saran yang dapat direkoimendasikan oleh peneliti dalam menyelesaikan penelitian ini adalah:
1. Penelitian ini hanya mengontrol perangkat elektronika untuk menyalakan dan mematikan saja, diharapkan untuk penelitian selanjutnya dapat melakukan pengontrolan yang lebih inovatif, seperti dapat memindahkan chanel tv, mengatur kecepatan putaran kipas angin, mengatur redup dan terangnya lampu.
2. Dalam penelitian ini saat terjadi error untuk melakukan restart sistem harus melalui LXTerminal, diharapkan untuk penelitian selanjutnya restart sistem juga dapat dilakukan melalui halaman website sistem.
Daftar Pustaka
M. Richardso and S. Wallace. 2013. Getting Started with Raspberry Pi, Sebastopol, CA: O’Reilly media.
H. Brendan. 2013. Ebook Practical Pi, Technologi In ActionTM.
E. Upton and G Halfacree. 2012. aspberry Pi User Guide West Sussex. England: Wiley.
Roestanto W. Dirdjojuwono. 2003. “Sistem Bangunan Pintar” Edisi Revisi, Pustaka Wirausaha muda.
Monk, Simon. 2013. Programming The Raspberry Pi, Getting Strarted With Python. USA: MC Grow Hill Companies.
Kadir, Abdul. 2008. Dasar Pemrogramman Web Dinamis Menggunakan PHP. Yogyakarta: Wahana Komputer.
Dwi Nanda Melgisaputra, Susandri.”Sistem Pengontrolan Peralatan Listrik secara Online Menggunakan Sensor Gerak (Studi kasus PT. Capella Dinamika Nusantara Riau)”. Riau: STMIK- Amik.
