28
SMART HOME MENGGUNAKAN PERINTAH SUARA DAN
SENSOR LDR BERBASIS ARDUINO DAN ANDROID
Moh choiril anwar1, Dicky andika2, Miftahul Walid3, Hozairi3 1Jurusan Teknik Informatika, Fakultas Teknik, Universitas Islam Madura
Jl. PP. Miftahul Ulum Bettet, Pamekasan 69351, Madura Telp. (0324) 32178, 331084
E-mail: Anwarpranata205@gmail.com.2017, Dicky.andika@gmail.com.2017
ABSTRAK
Perkembangan pencahayaan salah satu faktor penting dalam perancangan ruangan. Ruang yang telah dirancang tidak memenuhi fungsinya dengan baik apabila tidak disediahkan akses kontrol pencahayaan atau penerangan. Pencahayaan di dalam ruangan memungkinkan orang yang menempatinya dapat melihat benda-benda, kalau tidak ada pencahayaan yang jelas akan mengganggu aktifitas di dialam ruangan. Sebaliknya, cahaya yang terlalu terang juga dapat mengganggu penglihatan. Saat ini sudah banyak inovasi yang dilakukan dalam bidang properti, salah satunya adalah Smart Home . Smart Home merupakan sistem yang diciptakan untuk mempermudah berbagai macam proses yang terjadi dalam rumah. Smart Home meliputi berbagai macam bidang, salah satu bidang adalah pengendalian Lampu rumah menggunakan perintah suara, Dalam beberapa hal konsep pengendalian lampu rumah ini sangat membantu bagi para orang tua dan orang cacat, seingga diharapkan dapat memberikan kualitas peningkatan hidup bagi orang-orang yang dinyatakan mungkin memerlukan pengasuh atau perawatan institusional secara khusus seperti mereka, Dengan menerapkan teknologi Google Voice Command Recognition (pengenalan perintah suara google) sistem ini dapat menghidupkan dan mematikan lampu rumah dengan bantuan dari microkontroler arduino dan Bluetooth.
.
Kata kunci : rancang bangun smart home menggunakan perintah suara dan snsor ldr berbasis arduino dan
android
1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan pencahayaan salah satu faktor penting dalam perancangan ruangan. Ruang yang telah dirancang tidak memenuhi fungsinya dengan baik apabila tidak disediahkan akses kontrol pencahayaan atau penerangan. Pencahayaan di dalam ruangan memungkinkan orang yang menempatinya dapat melihat benda-benda, kalau tidak ada pencahayaan yang jelas akan mengganggu aktifitas di dialam ruangan. Sebaliknya, cahaya yang terlalu terang juga dapat mengganggu penglihatan.
Saat ini sudah banyak inovasi yang dilakukan dalam bidang properti, salah satunya adalah Smart Home . Smart Home merupakan sistem yang diciptakan untuk mempermudah berbagai macam proses yang terjadi dalam rumah. Smart Home meliputi berbagai macam bidang, salah satu bidang adalah pengendalian Lampu rumah menggunakan perintah suara, Dalam beberapa hal konsep
pengendalian lampu rumah ini sangat membantu bagi para orang tua dan orang cacat, seingga diharapkan dapat memberikan kualitas peningkatan hidup bagi orang-orang yang dinyatakan mungkin memerlukan pengasuh atau perawatan institusional secara khusus seperti mereka, penggunaan arduino pernah dilakukan untuk akses control pintu gerbang pada tahun 2013 oleh Ai Fitri Silvia Erik. Dimana arduino dapat mempermudah membuka pintu gerbang dengan otomatis. Pada tahun 2015 arduino pernah dibuat sebagai alat peringatan dini bahaya banjir dengan menggunakan mikrokontroler arduino uno R3 oleh Eka mulyana dan rindi kharisman. Pada tahun 2016 arduino dibuat sebagai alat bantu tuna netra sederhana oleh Armansyah Heni Handayani. . Maka penulis ingin merancang sebuah rancang bangun smarthome yang bisa di akses lewat smartphone untuk mengontrol penerangan di dalam ruang tempat kerja dan pada kamar tidur.
29 2.2 LandasanTeori
2.2.1 Sistem Operasi Android
Android adalah sistem operasi berbasis Linux yang dirancang untuk perangkat seluler layar sentuh seperti telepon pintar dan komputer tablet. Android, Inc. didirikan di Palo Alto, California, pada bulan Oktober 2003 oleh Andy Rubin (pendiri Danger), Rich Miner (pendiri Wildfire Communications, Inc.), Nick Sears (mantan VP T-Mobile), dan Chris White (kepala desain dan pengembangan antarmuka WebTV) untuk mengembangkan "perangkat seluler pintar yang lebih sadar akan lokasi dan preferensi penggunanya". Tujuan awal pengembangan Android adalah untuk mengembangkan sebuah sistem operasi canggih yang diperuntukkan bagi kamera digital, namun kemudian disadari bahwa pasar untuk perangkat tersebut tidak cukup besar, dan pengembangan Android lalu dialihkan bagi pasar telepon pintar untuk menyaingi Symbiandan Windows Mobile( iPhoneApple belum dirilis pada saat itu). Meskipun para pengembang Android adalah pakar-pakar teknologi yang berpengalaman, Android Inc. dioperasikan secara diam-diam, hanya diungkapkan bahwa para pengembang sedang menciptakan sebuah perangkat lunak yang diperuntukkan bagi telepon seluler. Masih pada tahun yang sama, Rubin kehabisan uang.Steve Perlman, seorang teman dekat Rubin, meminjaminya $10.000 tunai dan menolak tawaran saham di perusahaan.
2.2.2 Versi Android 1. Android 1.0 (API level 1)
Android 1.0, Versi komersil dirilis pada 23 september 2008, dengan menggunakan device HTC DREAM.
2. Android 1.1
Pada maret 2009 google merilis Android versi 1.1 pada versi ini Android sudah di lengkapi dengan pembaharuan estis pada aplikasi,jam,alarm,voice search,pengirim pesan dan gmail,serta pembaharuan email.
3. Android 1.5 (cupcake)
Pada 27 April 2009, Android 1.5 dirilis, menggunakan kernel Linux 2.6.27. versi ini adalah rilis pertama yang secara resmi menggunakan nama kode berdasarkan makanan pencucui mulut, nama yang kemudian digunakan untuk semua ver4si rilis selanjutnya. Pembaruan pada versi ini termasuk beberapa fitur baru dan perubahan UI. 4. Android 1.6 (donut)
Menampilkan proses pencarian yang lebih baik dibanding sebelumnya, penggunaan baterai indikator dan kontrol applet VPN. Fitur lainnya adalah galeri yang memungkinkan pengguna untuk memilih foto yang akan dihapus; kamera, camcorder dan galeri yang dintegrasikan; CDMA / EVDO, 802.1x, VPN, Gestures, dan Text-to-speech engine; kemampuan dial kontak; teknologi
text to change speech (tidak tersedia pada semua ponsel pengadaan resolusi VWGA.
5. Android 2.0/2.1 (Éclair)
perubahan yang dilakukan adalah pengoptimalan hardware, peningkatan Google Maps 3.1.2, perubahan UI dengan browser baru dan dukungan HTML5, daftar kontak yang baru, dukungan flash untuk kamera 3,2 MP, digital Zoom, dan Bluetooth 2.1.
6. Android 2.2 (Froyo)
Perubahan-perubahan umumnya terhadap versi-versi sebelumnya antara lain dukungan Adobe Flash 10.1, kecepatan kinerja dan aplikasi 2 sampai 5 kali lebih cepat, intergrasi V8 JavaScript engine yang dipakai Google Chrome yang
mempercepat kemampuan rendering pada browser, pemasangan aplikasi dalam SD Card, kemampuan WiFi Hotspot portabel, dan kemampuan auto update dalam aplikasi Android Market. 7. Android 2.3 (gingerbread)
Perubahan-perubahan umum yang didapat dari Android versi ini antara lain peningkatan kemampuan permainan (gaming), peningkatan fungsi copy paste, layar antar muka Interface) didesain ulang, dukungan format video VP8 dan WebM, efek audio baru (reverb, equalization, headphone virtualization, dan bass boost), dukungan kemampuan Near Field Communication (NFC), dan dukungan jumlah kamera yang lebih dari satu.
8. Android 3.0/3.1 (honeycomb)
Android Honeycomb dirancang khusus untuk tablet.Android versi ini mendukung ukuran layar yang lebih besar. User Interface pada Honeycomb juga berbeda karena sudah didesain untuk tablet. Honeycomb juga mendukung multi prosesor dan juga akselerasi perangkat keras (hardware) untuk grafis. Tablet pertama yang dibuat dengan menjalankan Honeycomb adalah Motorola Xoom. Perangkat tablet dengan platform Android 3.0 akan segera hadir di Indonesia. Perangkat tersebut bernama Eee Pad Transformer produksi dari Asus. 9. Android 4.0 (ice cream sandwich)
Membawa fitur Honeycomb untuk smartphone dan menambahkan fitur baru termasuk membuka kunci dengan pengenalan wajah, jaringan data pemantauan penggunaan dan kontrol, terpadu kontak jaringan sosial, perangkat tambahan fotografi, mencari email secara offline, dan berbagi informasi dengan menggunakan NFC.
10. Android 4.1 (Jelly Bean)
dirilis tahun 2012. Android Jelly Bean ini diperuntukkan untuk komputer tablet dan memungkinkan untuk digunakan pada sistem operasi PC atau Komputer. Sehingga rumornya kemunculan Android Jelly Bean ini untuk menyaingi rilis terbaru Windows 8 yang juga akan segera dirilis. Karena kita ketahui bersama
30 perbincangan versi Android sebelumnya yaitu Android Ice Cream Sandwhich pun masih hangat di telinga.
11. Android 4.2 (Jelly Bean API level 17) Dirilis pada 13 november 2012, versi ini melengkapi kekurangan maupun bugs yang sering terjadi pada JB 4.1, seperti perbaikan bug pada aplikasi ‘people’, penambahan tampilan nirkabel (miracast), perbaikan aksesbilitas, VPN yang selalut terhubung dan lain – lain.
12. Android 4.4 (KitKat)
Dirlis pada 31 Oktober 2013, versi ini memiliki antarmuka terbaru dengan status bar dan navigasi transparan pada layar depan, webviews berbasis Chromium, mendukung media komunikasi Infra merah yang memungkinkan devices bisa menjadi remote untuk smart tv. 13. Android 5.0 (Lollipop)
Pada versi terbaru ini google selaku pengembang membuat sebuah desain antarmuka terbaru yang dinamakan “Material Design”, serta mendukung 64bit ART compiler, dan menambahkan system keamanan yang bernama ‘factory reset protection’ yang berfungsi ketika smartphone hilang, ia tidak bisa direset ulang tanpa memasukkan id dan password akun google.
2.2.3 App Inventor
App Inventor adalah aplikasi web sumber terbuka yang awalnya dikembangkan oleh Google, dan saat ini dikelola oleh Massachusetts Institute of Technology (MIT).App Inventor memungkinkan pengguna baru untuk memprogram komputer untuk menciptakan aplikasi perangkat lunak bagi sistem operasi Android.App Inventor menggunakan antarmuka grafis, serupa dengan antarmuka pengguna pada Scratch dan StarLogo TNG, yang memungkinkan pengguna untuk men-drag-and-drop obyek visual untuk menciptakan aplikasi yang bisa dijalankan pada perangkat Android.Dalam menciptakan App Inventor, Google telah melakukan riset yang berhubungan dengan komputasi edukasional dan menyelesaikan lingkungan pengembangan online Google.
App Inventor juga sebuah aplikasi builder untuk membuat aplikasi yang berjalan di sistem operasi Android yang disediakan oleh googlelabs. Jadi kalian harus punya account google dulu untuk bisa masuk ke home app inventor. App Inventor ini sedikit berbeda dengan app builder lain. Dengan App Inventor kita tidak pernah menemui kasus para developer uring-uringan gara-gara aplikasi yang dibuat nggak jalan, dan ternyata itu hanya karena kesalahan sintak kurang tanda semicolon (;).App Inventor ini menggunakan teknik visual programming, berbentuk seperti susunan puzzle-puzzle yang memiliki logika tertentu. Kalian bisa
baca-baca tutorial dan contoh-contoh apilkasi nya di page Explore.
Pada lingkungan kerja App Inventor ini terdapat beberapa komponen yang terdiri dari : 1. Komponen Desainer, Komponen desainer berjalan pada browser yang digunakan untuk memilih komponen yang dibutuhkan dan mengatur property nya. Pada komponen desainer sendiri terdapat 5 bagian, yaitu palette, viewer, component, media dan properties, seperti terlihat pada gambar di atas.
Palette : list komponen yang bisa digunakan Viewer : untuk menempatkan komponen dan mengaturnya sesuai tampilan yang diinginkan Component : tempat list komponen yang dipakai pada project kita
Media : mengambil media audi atau gambar untuk project kita
Properties : mengatur properties komponen yang digunakan, seperti width, height, name,dll. 2. Block Editor, Block Editor berjalan di luar browser dan digunakan untuk membuat dan mengatur behaviour dari komponen-komponen yang kita pilih dari komponen desainer. Nah, berhubung block editor ini basisnya java, jadi lepi kalian sebelumnya harus uda ada jdk sama jre nya ya.
Emulator, Emulator digunakan untuk menjalankan dan mengetest project yang telah kita buat. Jadi yang blom punya android pun tetep bisa belajar karna app inventor menyediakan emulatornya juga.
2.2.4 Arduino Nano
Arduino Nano adalah salah satu varian dari produk board mikrokontroller keluaran Arduino. Arduino Nano adalah board Arduino terkecil, menggunakan mikrokontroller Atmega 328 untuk Arduino Nano 3.x dan Atmega168 untuk Arduino Nano 2.x. Varian ini mempunyai rangkaian yang sama dengan jenis Arduino Duemilanove, tetapi dengan ukuran dan desain PCB yang berbeda. Arduino Nano tidak dilengkapi dengan soket catudaya, tetapi terdapat pin untuk catu daya luar atau dapat menggunakan catu daya dari mini USB port. Arduino Nano didesain dan diproduksi oleh Gravitech.
2.2.5 Pemograman Arduino
Bahasa pemrograman Arduino adalah bahasa C. Tetapi bahasa ini su dah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana sehingga pemula pun bisa mempelajarinya dengan cukup mudah. Untu k membuat program Arduino dan mengupload ke dalam board arduino membutuhkan software Arduino IDE (Integrated Development Enviroment).
31 2.2.6 Bluetooth HC-05
Bluetooth HC-05 merupa kan module komunikasi nirkabel pada frekuen si 2.4Ghz dengan pilihan koneksi bisa sebag ai slave ataupun master. Sangat mudah digunakan dengan mikrokontroller untuk membuat aplikasi wireless.Interface yang digunak an adalah serial RXD, TXD, VCC dan GND. Built in LED sebagai indikator koneksi bluetooth.
2.2.7 Resistor
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penahan arus yang mengalir dalam suatu rangkaian dan berupa terminal dua komponen elektronik yang menghasilkan tegangan pada terminal yang sebanding dengan arus listrik yang melewatinya sesuai dengan hukum Ohm (V =IR). Sebuah resistor tidak memiliki kutub positif dan negative, tapi memiliki karakteristik utama yaitu resistansi dan toleransi. Dengan adanya resistor menyebabkan arus listrik dapat disalurkan sesuai dengan kebutuhan juga untuk membangkitkan frekuensi tinggi dan rendah dengan bantuan transistor dan kapasitor.
2.2.8 Sensor Cahaya LDR
Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) adalah jenis resistor yang nilainya berubah seiring intensitas cahaya yang diterima oleh komponen tersebut. Biasa digunakan sebagai detektor cahaya atau pengukur besaran konversi cahaya. LDR (Light Dependent Resistor), terdiri dari sebuah cakram semikonduktor yang mempunyai dua buah elektroda pada permukaannya.
2.2.9 Papan PCB
PCB (Printed Circuit Board) dan Jenis-jenis PCB – PCB adalah singkatan dari Printed Circuit Board yang dalam bahasa Indonesia sering diterjemahkan menjadi Papan Rangkaian Cetak atau Papan Sirkuit Cetak. Seperti namanya yaitu Papan Rangkaian Tercetak (Printed Circuit Board), PCB adalah Papan yang digunakan untuk menghubungkan komponen-komponen Elektronika dengan lapisan jalur konduktornya.
2.2.10 Kabel Jumper
Sebenaranya istilah jumper bukanlah istilah resmi di kalangan selalu servis ponsel.Istilah jumper merupakan upaya alternatif untuk memperbaiki jalur yg menghubungkan dari satu komponen ke komponen lain yg terputus pada papan PCB ponsel.Penyebab putusnya jalur di antaranya korsleting akibat ponsel jatuh,small atau korsleting disebabkan kena cairan,akibat jalur kelebihan beban atau kesalahan pada penyolderan komponen.
3. PERANCANGAN SISTEM 3.1 Observasi
Observasi merupakan cara teknik yang dilakukan untuk mengumpulkan data, metode menenunjuk suatu cara sehingga dapat memperoleh data yang akura. Observasi yang digunakan dalam proposal ini adalah mencari referensi dari paperyang berkaitan dengan melakukan pengembangan system yang lebih akurat.
3.2 Alat dan Bahan
Adapun alat yang dibutuhkan untuk membuat prototype anemometer berbasis arduino Pro Mini adalah sebagai berikut.
1. Arduino nano
2. Bluetooth modul HC-05 3. 4 Resistor 330 ohm 4. 4 lampu led 5. Papan pcb
6. Kabel jumper secukupnya 7. Smartphone android
8. Kardus Kulkas untuk pembuatan miniatur rumah Cat pilox untuk warna miniatur
3.3 Tahapan Penelitian
Adapun tahapan penelitian dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut.
1. Tahapan Persiapan 2. Tahapan Pembuatan alat 3. Tahapan Pengujian alat 4. Analisa data
Gambar 3. 1 Tahapan Penelitian
3.4 Data Flow Diagram
32
Gambar 3. 7 Flowchart sensor ldr
Berdasarkan flowchart diatas mulai dengan start pada rangkaian lampu rumah ini dalam keadaan catu daya(power ON) atau mati,ketika rangkaian terkena catu daya maka kita akan lanjut ke alur berikutnya jika tidak maka rangkaian akan mati dan selesai. 3.4.2 Flowchart Sistem pada modul Bluetooth dan lampu led
Gambar 3.8 Flowchart Bluetooth dan lampu led
Pertama samrtphone android yang di gunakan sebagai komunikasi antara blutooth pada smartphone android dengan modul bluetooth sehingga dapat melakukan koneksi ke arduino nano yang sudah di perogram sebelumnya.sehinga pada aplikasi google voice di android yang sudah dibuat sebelumnya dapat menyalakan lampu dimana pada flowcart di atas sudah di jelaskan terdiri dari 4 lampu led.
4. IMPLEMENTASI DAN AHSIL 4.1 Implementasi Sistem
Implementasi alat pada tugas akhir ini meliputi :
1. Pengujian rangkaian sensor cahaya (LDR) dengan lampu led
2. Pengujian rangkaian bluetooth hc-05 dengan lampu led sebagai perintah suara
3. Hasil keseluruhan alat dan coding
4.2 Pengujian Rangkaian Sensor Cahaya (Ldr) Dengan lampu led
Pengujian sensor cahaya (LDR) sebagai pengukur kondisi cahaya di luar ruangan dilakukan untuk mengetahui data yang di dapat dari sensor tersebut. Untuk menstabilkan dan mengatur sensitivitas dari LDR diperlukan rangkaian komparator sebelum masuk ke mikrokontroler Arduino. Peralatan yang dibutuhkan untuk pengujian sensor cahaya (LDR) adalah sebagai berikut : 1. Sensor cahaya (LDR)
2. Lampu led
3. Mikrokontroler Arduino nano
4. Laptop + IDE (Integrated Development Environment)
Untuk menguji sensor cahaya (LDR) digunakan lampu led sebagai lampu otomatis.
Baris program yang digunakan adalah sebagai berikut :
Gambar 4. 1 Program pengujian Sensor cahaya (Ldr) Dengan lampu led
4.3 Pengujian Rangkaian Bluetooth HC-05
Dengan Lampu Led Sebagai Perintah Suara Pengujian koneksi Bluetooth dilakukan untuk mengetahui jarak transmisi antara Bluetooth yang terdapat pada smartphone Android dengan Bluetooth HC-05 yang sudah terintegrasi dengan Arduino Nano sebagai perintah suara. Pengujian koneksi Bluetooth diperlihatkan pada Tabel 4.1
Percobaan Ke Jarak Kontrol (Meter) Waktu Tanggap (Detik)
33 1 1m (Indoor) 0.5 2 5m (Indoor) 0.5 3 6m (Indoor) 0.5 4 7m (Indoor) 0.5 5 8m (Indoor) 0.5 6 9m (Indoor) 0.7-0.9 7 10m (Indoor) 1 8 15m (Indoor) 1 9 20m (Indoor) 5>
4.4 PENGUJIAN LAMPU LED DI SETIAP SISI
BANGUNAN
Pada pengujian lampu led disini ada 4 lampu led dimana pada lampu pertama berada pada teras depan,lampu kedua berada pada lampu kamar 1,untuk lampu led yang 3 berada pada ruang tamu dan pada lampu ke 4 berada pada kamar 2 dimana pada ke empat lampu tersebut menggunakan 2 sistem untuk menyalakan dan mematikan lampu . Pertama menggunakan sensor cahaya sebagai pengontrol otomatis dimana jika sensor cahaya membaca adanya cahaya maka ke empat lampu akan mati jika sensor cahaya tidak membaca adanya cahaya maka ke empat lampu akan hidup dan google vois digunakan sebagai pengontrol jarak jauh.
Gambar 4. 2 Pengujian Lampu led
. TAMPILAN APLIKASI CONTROL SUARA
5.
PENUTUP
5.1
KesimpulanDari hasil pembahasan sistem proposal tugas akhir rancang bangun tirai otomatis berbasis mikrokontroler arduino dan android ini hingga pengujian alat yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Rancang bangun sistem yang dibuat hanya sebuah rangkaian prototype atau miniatur yang berbasis Arduino Nano
2. Rangkaian elektronika yang digunakan adalah sensor cahaya (ldr) sebagai pendeteksi untuk otomatis lampu..
3. Sistem ini dapat memberi perintah berupa suara untuk menghdiupkan lampu detik dan dapat mencakup jarak hingga 10 meter.
4. Pengujian lampu smart home ini berjalan dengan baik berdasarkan perintah kerja pada masing-masing rangkaian elektronika yang dibangun.
5.1 Saran
Berdasarkan hasil penelitian ini diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran, yaitu: 1. Rancang bangun sistem ini diharapkan bisa di
terapkan ke rumah yang sebenarnya Rangkaian ini masih memiliki kekurangan karena antara sensor cahaya (LDR) dan modul Bluetooth masih bentrok sehingga ketika mengontrol lampu dengan perintah suara tidak stabil.
DAFTAR PUSTAKA
Ai fitria silvia,Erik. 2014. Rancang bangun akses control pintu gerbang berbasis arduino dan android
Sunanda. 2014. Penerapan perangkat wireless monitoring energy listrik berbasis arduino dan internet
Figa Undala dan dedi triyanto. 2014. Prototype sistem keamanan pintu mengguanakan radio frequency identification (RFID) dengan kata sandi berbasis mikrokontroller Handayani Tri Utomo. 2015. Rancang bangun bel
sekolah otomatis berbasis arduino uno Sinantya feranti anindya dan hendi handian rachmat.
2015. Implementasi sistem bel rumah otomatis berbasis sensor ultrasonic
Gustari. 2015. Perancangan sistem smartcard sebagai pengaman pintu mengguanakan RFID berbasis arduino
