PEMBANGUNAN ELECTRICAL CONTROL SYSTEM BERBASIS
Smart home merupakan sistem yang digunakan untuk mengintegrasikan berbagai sistem yang umumnya terdapat dalam suatu rumah (bangunan). Sistem smart home ini sudah mendukung dan membantu pemilik rumah agar dapat mengontrol peralatan listrik dari jarak jauh. Dengan bantuan Microcontroller ATMega328P-PU yang telah dipaket menjadi development board Arduino Duemilanove sebagai pengendali utama dan juga Ethernet Shield sebagai penghubung data ke web service sehingga memungkinkan sistem dapat terhubung dengan internet.
Electrical Control System merupakan salah satu sistem Smart Home yang dapat mengontrol peralatan listrik dari jarak jauh melalui internet. Selain itu, piranti yang digunakan untuk mengontrol peralatan listrik dari jarak jauh menggunakan aplikasi pada Smartphone Android. Pada aplikasi ini dapat memberikan instruksi menghidupkan atau mematikan peralatan listrik, dimana data instruksi tersebut disimpan pada server database web service. Pada aplikasi Android ini dapat mengingatkan apabila pemilik lupa terhadap peralatan listriknya yang masih menyala ketika pemilik sedang berada di luar rumah.
Pemodelan yang digunakan dalam pembangunan electrical control system ini menggunakan model prototyping. Secara garis besar pemodelan ini melakukan proses tahap pengumpulan kebutuhan dan analisis, perancangan dan implementasi, dan pengujian. Prototyping ini merupakan model proses perangkat lunak yang telah secara eksplisit dirancang untuk mengakomodasi suatu produk yang akan berubah secara perlahan sepanjang waktu dan model proses yang berdiri sendiri[1].
Kata Kunci: Driver Relay, Android, Electrical Control System, Smart Home, Arduino
1.
PENDAHULUAN
Pemanfaatan energi listrik dewasa ini kurang diterapkan pada kehidupan sehari-hari pasalnya banyak pengguna yang menggunakan peralatan elektronik dengan mengonsumsi listrik secara berlebihan. Salah satu masalah yang sering terjadi yaitu pengguna lupa untuk mematikan peralatan elektronik saat meninggalkan rumah dalam keadaan sedang menggunakan daya listrik. Sehingga listrik yang digunakan kurang bermanfaat dan masalah tersebut merupakan salah satu pemborosan energi listrik.
Ketidaknyamanan timbul ketika rumah sedang ditinggalkan namun ditengah perjalanan ternyata pengguna lupa belum mematikan peralatan elektronik yang terhubung dengan peralatan listrik dimana salah satunya yaitu stop kontak, sehingga efeknya timbul kekhawatiran terhadap pengguna akan terjadinya konsleting, biaya untuk membayar tagihan listrik semakin tinggi dan timbul kekhawatiran lainnya. Hal tersebut menjadi salah satu kendala bagi para pengguna listrik dimana pengguna tidak dapat mengontrol peralatan listrik dari jarak jauh dan yang bisa pengguna lakukan hanyalah kembali ke rumah untuk mematikan peralatan listrik tersebut.
Dalam melakukan pengontrolan peralatan listrik yang ada rumah dari jarak jauh, dibutuhkan media penghantar yang dapat memberikan perintah dari jarak jauh guna dapat mempermudah pengguna apabila lupa mematikan peralatan elektronik setelah meninggalkan rumah dan memberikan informasi secara visual terhadap kondisi peralatan listrik yang sedang hidup. Ketersediaan media penghantar atau instruksi merupakan hal penting dalam penggunaan sistem yang dapat mengontrol peralatan listrik rumah dari jarak jauh. Penggunaan teknologi yang tepat diperlukan agar perintah dari pengendali dapat diterima baik oleh hardware yang disimpan di dalam rumah.
Smartphone tidak terlepas dari operating system yang terus mengalami kemajuan dari waktu ke waktu. Android merupakan salah satu operating system yang mengalami kemajuan dengan cepat. Namun ditinjau dari segi penggunaannya, penggunaan smartphone berbasis Android saat ini belum begitu optimal [4].
Maksud dan tujuan membangun sistem ini adalah dapat mengantisipasi kelupaan dalam mematikan atau menghidupkan peralatan listrik ketika rumah sudah ditinggalkan oleh penghuni rumah dan dalam pembangunan sistem ini menggunakan model pengembangan sistem prototyping.
Model Prototyping adalah pemodelan evolusioner yang bersifat iteratif yang merupakan model proses perangkat lunak yang telah secara eksplisit dirancang untuk mengakomodasi suatu produk yang akan berubah secara perlahan (berevolusi) sepanjang waktu. Pembuatan Prototipe dapat digunakan sebagai model proses yang berdiri sendiri, pembuatan prototipe lebih umum digunakan sebagai teknik yang dapat diimplementasikan di dalam konteks setiap model perangkat lunak.[1]
Adapun sistematika penulisan jurnal ini terdiri dari pendahuluan, analisis dan perancangan, implementasi dan pengujian, kesimpulan dan referensi yang digunakan oleh penulis.
2.
STUDI TERKAIT
Dalam pembangunan sistem smart home electrical control ini, terdapat studi terkait yang menjadi dasar dalam pelaksanaan penelitian. Arduino Duemilanove merupakan salah satu jenis board Arduino yang diproduksi oleh tim developer Arduino. Arduino Duemilanove menggunakan ATMega328P-PU sebagai microcontroller[5]. Selain itu dalam pembangunan electrical control system ini, memiliki sebuah Arduino Ethernet Shield sebagai modul yang dapat menghubungkan antara peralatan listrik dengan internet[6]. Tidak terlepas dari microcontroller, bahwa smart home memiliki piranti perangkat lunak yang digunakan sebagai pengontrol agar peralatan listrik tersebut dapat dikontrol dari jarak jauh. Android merupakan sistem operasi berbasis Linux yang dirancang untuk perangkat seluler layar sentuh seperti smartphone dan komputer tablet[4]. Kelebihan dari Android adalah sistem operasi yang open source sehingga para developer dapat mengembangkan aplikasi pada Android ini. Salah satunya dapat dikembangkan menjadi piranti lunak yang dapat mengontrol peralatan listrik dari jarak jauh melalui internet.
3.
PENGEMBANGAN PROTOTYPE
Dalam penelitian smart home electrical control system ini, dilakukan pemodelan sistem dengan menggunakan prototyping sehingga akan dijelaskan mengenai prototype pertama sampai prototype akhir mulai dari tahap analisis, perancangan, serta implementasi dan pengujian.
3.1
PROTOTYPE PERTAMA
Gambar 1 Gambaran Sistem Baru Prototype Pertama
Pada tahap perancangan untuk prototype pertama ini dapat terlihat pada gambar 1 yang menunjukan rancangan sistem prototype pertama. Perancangan dilakukan mulai dari pembangunan aplikasi pada perangkat pengontrol pada Android sampai penyimpanan data pada web service dan juga pembangunan perangkat keras yaitu dengan membangun driver relay agar dapat memutuskan atau menghubungkan tegangan peralatan listrik dari jarak jauh. Driver relay yang dibuat akan dihubungkan pada peralatan listrik dan juga Arduino[2]. Arduino memberikan perintah kepada driver relay untuk memutuskan atau menghubungkan tegangan pada peralatan listrik. Perintah tersebut didapat dari database server yang ditampilkan pada sebuah halaman web agar dapat dibaca oleh Arduino. Dan perintah pada database server tersebut didapat dari user melalui aplikasi Android.
Tahap pengujian untuk prototype pertama meliputi pengujian pada komunikasi antara Arduino, web service, dan aplikasi Android. Pengujian terhadap Arduino dan web service dilakukan dengan cara Arduino secara berulang untuk request data ke halaman web tersebut. Data pada halaman web tersebut didapat dari perintah user terhadap peralatan listrik yang di kirim melalui aplikasi Android yang disimpan pada database server. Halaman web yang diujikan pada prototype pertama dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 2 Pengujian Komunikasi Arduino dan Web Service
Separator # menunjukan bahwa apabila Arduino membaca karakter tersebut maka karakter setelah itu adalah perintah yang harus dijalankan oleh Arduino ke driver relay. Pada gambar 2 tersebut, setelah separator # sampai ditemukannya separator ^ terdapat 6 data yang merupakan perintah menyala atau mati untuk 6 driver relay. Dan apabila Arduino membaca karakter ^ itu artinya Arduino harus berhenti membaca data pada halaman web tersebut. Sedangkan untuk pengujian pada Android dan web service yaitu terhadap pengiriman data agar dapat disimpan pada database server. Selain itu dilakukan pengujian terhadap pengecekan pada kondisi peralatan listrik, baik yang sedang menyala maupun mati yang ditampilan pada halaman dari sebuah aplikasi Android yang dibangun.
3.2
PROTOTYPE KEDUA
Pada proses prototype pertama, ternyata sistem masih memiliki kekurangan dari keamanan sistem yang dimana tidak adanya halaman login ketika pertama membuka aplikasi. Dan juga tidak adanya sistem yang dapat mengingatkan pemilik rumah apabila terjadi kealpaan terhadap peralatan listrik. Sehingga pada prototype kedua ini akan dilakukan analisis, perancangan serta implementasi dan pengujian terhadap kekurangan sistem pada prototype pertama tersebut. Sistem reminder merupakan salah satu fitur yang akan digunakan pada sistem smart home ini agar pemilik rumah dapat diingatkan ketika terjadi kealpaan terhadap peralatan listrik saat pemilik rumah sedang berada jauh dari lingkungan rumahnya. Selain itu apabila terdapat halaman login maka tentunya user dapat melakukan registrasi. Registrasi ini merupakan fitur untuk mendaftarkan akun pada aplikasi ini agar dapat mengakses fitur didalamnya seperti pengontrolan peralatan listrik dan juga kelola reminder.
Tahap perancangan untuk prototype kedua ini dibuat use case diagram yang menggambarkan bagaimana kebutuhan sistem secara fungsional. Pada gambar 3 merupakan use case diagram prototype kedua.
Gambar 3 Use Case Diagram Electrical Control System Gambar 4 Perangkat Keras Smart Home
Pengujian yang dilakukan pada tahap prototype kedua ini adalah melakukan sistem terhadap halaman login dan juga fitur reminder. Untuk halaman login ketika mengisi form dengan benar maka akan di lempar ke halaman dashboard pada smart home, namun apabila mengisi form yang salah atau kosong maka sistem akan memberikan informasi error baik itu salah username atau password ataupun belum mengisi form. Lalu pengujian terhadap reminder yaitu menguji terhadap fungsi yang dilakukan. Sebelum dapat menjalankan fungsi reminder, user harus terlebih dahulu mengisi form Add Reminder agar reminder yang telah dibuat dapat disimpan oleh database server. Sehingga apabila waktu dan hari tersebut cocok dengan data yang ada pada database server maka aplikasi akan memberikan notifikasi terhadap user melalui aplikasi Android. Pada proses prototype kedua ini telah dilakukan tujuan yang telah dijelaskan pada poin pendahuluan.
Tujuan pembuatan sistem ini adalah membangun sistem yang dapat mengantisipasi kelupaan dalam mematikan atau menghidupkan peralatan listrik ketika rumah sudah ditinggalkan oleh penghuni rumah dengan membangun sebuah hardware yang terhubung dengan peralatan listrik rumah, membangun sistem berbasis mobile Android sebagai media pengontrol peralatan listrik dari jarak jauh. Pada prototytpe membahas pengumpulan kebutuhan diantaranya pembahasan tentang kebutuhan pembangunan sistem, diagram use case, skenario use case, diagram class tahap analisis, diagram sequence, analisis kebutuhan perangkat, perancangan user interface, dan implementasi sistem.
4.
HASIL PEMBAHASAN
Hasil pembahasan untuk smart home electrical control system bertujuan untuk membangun sistem yang dapat mengantisipasi kelupaan dalam mematikan atau menghidupkan peralatan listrik ketika rumah sudah ditinggalkan oleh penghuni rumah. Dengan membangun sebuah perangkat keras pada smart home yang terhubung dengan peralatan listrik rumah. Perangkat keras yang dimaksud meliputi Arduino Duemilanove, Modul Ethernet Shield, driver relay, led sebagai pengganti peralatan listrik dan router. Selain itu dibangun sistem sebagai piranti pengontrol peralatan listrik dari jarak jauh menggunakan internet berbasis mobile Android. Setelah dilakukan proses prototype kedua ternyata tujuan yang diharapkan sudah tercapai sehingga proses prototyping dilakukan sampai tahap prototype kedua.
5.
PENUTUP
Setelah dilakukan pengujian serta implementasi maka kesimpulan yang diambil dari hasil pembangunan electrical control system dengan berbasis smartphone Android dengan media internet yaitu,
1. Adanya sistem smart home ini, dengan menggunakan rangkaian hardware berupa microcontroller development board Arduino yang dihubungkan dengan driver relay dan disambungkan dengan koneksi internet menggunakan Ethernet Shield serta dihubungkan dengan peralatan listrik rumah sehingga pengontrolan peralatan listrik dapat diakses oleh internet melalui web service.
2. penggunaan smartphone berbasis Android digunakan sebagai media untuk mengontrol seluruh peralatan listrik rumah dari jarak jauh yang dapat memberikan informasi secara visual dengan menggunakan internet sebagai jalur komunikasinya ke web service.
3. Sistem ini dapat memberikan reminder berupa notifikasi pada smartphone Android sebagai sistem pengingat bagi penghuni rumah jika dalam kondisi tertentu ingin mematikan atau menghidupkan peralatan listrik ketika rumah sudah ditinggalkan.
Dalam pembangunan smart home electrical control system ini, dapat dilakukan pengembangan lebih lanjut. Adapun dibawah ini merupakan saran dari pengembang agar pengembangan terhadap smart home dapat dilakukan pada tahap selanjutnya,
2. Pada sistem smart home untuk pengembangan berikutnya diharapkan terdapat fitur mematikan atau menyalakan peralatan listrik secara otomatis apabila dirumah tidak ada pergerakan. Maka dari itu diharapkan dapat menambah sebuah sensor dalam membaca pergerakan manusia jadi jika didalam rumah tidak ada pergerakan sama sekali beberapa peralatan listrik dapat di set untuk mengaktifkan fitur dari point 2 tersebut.
3. Pada pengembangan selanjutnya, sistem smart home ini diharapkan dapat memberikan notifikasi kepada pengguna listrik apabila terjadi peralatan listrik yang rusak
REFERENSI
[1] Pressman, Roger S., Rekayasa Perangkat Lunak Edisi 7 Buku 1, Andi, Yogyakarta, 2012. [2] Tim Pustena ITB. Jurus Kilat Jago Membuat Robotika. Dunia Komputer, Bekasi, 2011.
[3] Yurmama, TriFajar. “Perancangan Software Aplikasi Pervasive Smart Home.” Jurnal Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi, Yogyakarta, 2009.
[4] Safaat H, Nazruddin. Android Pemrograman Aplikasi Mobile Smartphone dan Tablet PC Berbasis Android Edisi Revisi. Informatika, Bandung, 2012.
[5] Arduino. “Arduino Duemilanove.” 16 September 2013
<http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardDuemilanove>
