OTOMATISASI RUMAH DENGAN NODE MCU ESP 8266 MENGGUNAKAN GOOGLE ASISTEN
HOME AUTOMATION WITH NODE MCU ESP 8266 USING GOOGLE ASSISTANT
ROYYAN SATRIA RAMADHAN SUPRIYONO
PROGRAM STUDI D3 TEKTIK TELEKOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK TELEKOMUNIKASI DAN ELEKTRO INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM
PURWOKERTO 2020
Email : 17201049@ittelkom-pwt.ac.id
ABSTRAC
Comfort is becoming a major priority in the 21st century. So the revolutions of computing and smartenvironment came into existence. Some technologies like Ubiquitous/pervasive and ambient intelligence satisfy themaximum need of smart world but these technologies are not tightly coupled with the internet, so the people need anothertechnology extension. Internet of Things (IoT) is an ideal inovation technology to influence the internet and communicationtechnologies. IoT allows people and things to be connected anytime, anyplace, with anything and anyone, by using ideallyin any path/network and any service. Home automation system achieved great popularity in the last decades and it increasesthe quality of life. In this paper, an overview of home automation systems is discussed. This paper presents a design and prototype of the Home Automation system. The main part is NodeMCU, which has inbuilt WiFi module, which will helpin controlling devices over the Internet. It supports a wide range of home automation devices like power managementsystems. In addition to that, an app would be developed which will allow the user to control their devices using the GoogleAssistant of smartphone and with help of IFTTT (If This Then That).
Key Words : Home Automation, IoT (Internet of Things), NodeMCU, IFTTT, Google Assistant, Smartphone.
ABSTRAK
Kenyamanan menjadi prioritas utama di abad ke-21. Jadi revolusi komputasi dan lingkungan cerdas muncul. Beberapa teknologi seperti Ubiquitous / pervasif dan ambient intelligence memuaskan mereka dengan kebutuhan maksimum dunia pintar tetapi teknologi ini tidak secara erat digabungkan dengan internet, sehingga orang membutuhkan perluasan teknologi lainnya. Internet of Things (IoT) adalah teknologi inovasi yang ideal untuk memengaruhi teknologi internet dan komunikasi. IoT memungkinkan orang dan hal-hal untuk terhubung kapan saja, di mana saja, dengan apa saja dan siapa saja, dengan menggunakan idealnya di setiap jalur / jaringan dan layanan apa pun. Sistem otomasi rumah mencapai popularitas besar dalam beberapa dekade terakhir dan meningkatkan kualitas hidup. Dalam tulisan ini, tinjauan sistem otomasi rumah dibahas.
Makalah ini menyajikan desain dan prototipe sistem Home Automation. Bagian utama adalah NodeMCU, yang memiliki modul Wi-Fi inbuilt, yang akan membantu mengendalikan perangkat melalui Internet. Ini mendukung berbagai perangkat otomatisasi rumah seperti sistem manajemen daya. Selain itu, sebuah aplikasi akan dikembangkan yang akan memungkinkan pengguna untuk mengontrol perangkat mereka menggunakan GoogleAssistant dari smartphone dan dengan bantuan IFTTT (If This Then That).
Kata Kunci : Home Automation, IoT (Internet of Things), NodeMCU, IFTTT, Google Assistant, Smartphone
1. PENDAHULUAN
Di era perkembangan teknologi analog, pada perangkat-perangkat listrik dikendalikan secara manual oleh pengguna yang mana harus ada seseorang yang menghidupkan dan mematikan sakelar secara langsung yang terhubung ke perangkat listrik tersebut. Karena dihidupkan dan dimatikan secara manual terkadang ada beberapa perangkat listrik yang dijumpai masih hidup ketika tidak
digunakan, hal ini dapat disebabkan oleh kelalaian pengguna untuk mematikan perangkat listrik tersebut. Jika jumlah perangkat listrik yang berada di dalam suatu rumah cukup banyak, maka akan sangat tidak efektif dan tidak nyaman untuk mematikan dan menghidupkan perangkat-perangkat listrik tersebut secara manual dalam kondisi badan yang sudah sangat lelah karena kegiatan sehari hari diluar rumah. Penggunaan energi listrik
dari perangkat perangkat tersebut juga akan tidak efisien (boros energi listrik) karena mungkin ada beberapa alat elektronik yang harusnya dimatikan lupa dimatikan seperti kipas, AC, lampu dll.
Perkembangan teknologi digital yang pesat ikut mendorong perkembangan teknologi komputer. Sekarang ini, banyak perangkat- perangkat listrik yang bekerja secara terintegrasi dengan sistem komputer. Hal ini tentunya akan sangat membantu pekerjaan manusia dalam mengoperasikan perangkat listrik tersebut.
Salah satu penelitian yang sedang berkembang sekarang ini adalah mengenai Smart Home. Perangkat Smart Home adalah sebuah perangkat yang memiliki sistem sangat canggih untuk mengendalikan lampu dan peralatan elektronik lainya, perangkat multi media untuk menghidupkan dan mematikan hanya dengan smartphone digenggaman tangan serta beberapa fungsi yang lainnya.
Rumah itu adalah tempat di mana seseorang yang berkeinginan untuk bersantai setelah hari yang melelahkan berkegiatan diluar rumah. Beberapa orang terlalu lelah sehingga mereka merasa sulit untuk bergerak begitu mereka di sofa atau tempat tidur. Jadi ada perangkat kecil / teknologi yang akan membantu mereka menyalakan atau mematikan lampu mereka, atau memainkan musik favorit mereka dll, dengan suara mereka dengan
bantuan telepon pintar mereka akan mengatur semua perangkat elektronik yang dapat terhubung dengan jaringan internet membuat rumah mereka lebih nyaman.
Apalagi, akan lebih baik jika semuanya seperti menghangatkan air mandi dan menyesuaikan suhu ruangan sudah dilakukan sebelum mereka mencapai rumah mereka hanya dengan memberikan perintah suara. Jadi, kapan orang akan datang di rumah, mereka akan menemukan suhu kamar, bak mandi air disesuaikan dengan preferensi yang sesuai, dan mereka bisa langsung rileks dan merasa lebih nyaman dan lebih nyaman lebih sederhana.
Selama ini masyarakat dapat mengendalikan perangkat listrik hanya dengan remote control berbasis infrared dan saklar yang terhubung melalui kabel akan tetapi pengendalian tersebut dibatasi oleh jarak jangkauan. Solusi smartphone sebagai media remote control adalah untuk mempermudah dan memperluas jangkauan pengendalian lampu tersebut, serta dengan mengaplikasikan sistem operasi mobile yang sekarang sedang berkembang pesat yaitu Android, Pemanfaatan smartphone android sebagai alat komunikasi dan telepon cerdas telah banyak mengalami perkembangan saat ini, bukan hanya sebagai media komunikasi namun juga sudah berkembang mengikuti trend dan kebutuhan manusia.
Asisten manusia seperti pembantu rumah tangga adalah cara untuk itu jutawan untuk menjaga rumah mereka di masa lalu. Sekarangpun ketika teknologi cukup berguna hanya baik untuk dilakukan masyarakat masyarakat yang diberkati dengan tesis baru dan kemampuan finasial yang menggunakan perangkat cerdas pada rumahnya, karena biaya perangkat ini agak tinggi. Namun, tidak semua orang cukup kaya untuk bisa menggunakan asisten manusia, atau kit rumah pintar. Karenanya, kebutuhan untuk menemukan asisten yang murah dan cerdas untuk keluarga biasa akan dikembangkan.
Makalah ini mengusulkan sistem yang tidak mahal. Ini menggunakan Google Assistant, aplikasi IFTTT, AdaFruit IOT dan mikrokontroler NodeMCU sebagai komponen utama bersama dengan papan relay yang terdiri dari 4ch relay modul.
Suara bahasa alami digunakan untuk memberikan perintah kepada Google Assistant. Semua komponen terhubung melalui internet menggunakan WiFi yang sama dengan koneksi yang digunakan smartphone yang menempatkan sistem ini di bawah IoT.
2. DASAR TEORI 2.1 Perancangan Sistem
Perancangan adalah penggambaran, perencanaan dan pembuatan sketsa atau pengaturan dari beberapa elemen yang
terpisah ke dalam satu kesatuan yang utuh dan berfungsi sebagai perancangan sistem dapat dirancang dalam bentuk bagan alir sistem (system flowchart), yang merupakan alat bentuk grafik yang dapat digunakan untuk menunjukan urutan- urutan proses dari sistem.
Pada saat hendak membuat sebuah sistem yang akan digunakan pada suatu perusahaan, setiap pengembang aplikasi diharuskan membuat sebuah rancangan dari sistem yang ingin dibuat. Rancangan ini bertujuan untuk memberi gambaran umum dari sistem yang akan berjalan nantinya kepada setiap stakeholder.
Terdapat pula beberapa teori mengenai pengertian perancangan sistem., perancangan sistem adalah sekumpulan aktivitas yang menggambarkan secara rinci bagaimana sistem akan berjalan. Hal itu bertujuan untuk menghasilkan produk perangkat lunak yang sesuai dengan kebutuhan user.
2.2 Sistem Kendali Otomatis
Menurut Yusron (2009:1) “proses pengaturan atau pengendalian terhadap satu atau beberapa besaran (variabel, parameter) sehingga berada pada suatu range tertentu”, Sistem kendali otomatis merupakan suatu teknologi yang menghubungkan sistem mekanik, elektronika dan kelistrikan di dalam system informasi yang berfungsi sebagai
alat kontrol atau pengendali, Produk elektronika yang menggunakan sistem kendali otomatis merupakan sebuah alat yang dapat bekerja sesuai dengan kehendak penggunanya. Contohnya, pada penanak nasi yang dapat menukar sistem kerja manusia menjadi alat kerja otomatis yang praktis dan memudahkan pengguna.
Sebuah program instruksi yang terdapat pada suatu sistem pengendalian yang menjalankan instruksi dan mengotomasikan proses perintah memerlukan energi.Dalam menggerakkan proses dan mengoperasikan program serta system kendali. Sistem pengendali menggunakan sensor yang memberikan suatu informasi sebagai input ke pemberi perintah yakni otak, agar memberikan tindakan yaitu output. Proses pembaca sensor ini, merupakan elemen dari system pengendali.
2.3 Smarthome
Smarthome atau Rumah Pintar adalah sebuah sistem berbantuan computer yang akan memberikan segala kenyamanan, keselamatan, keamanan dan penghematan energi, yang berlangsung secara otomatis dan terprogram melalui komputer, pada gedung atau rumah tinggal anda. Dapat digunakan untuk menggendalikan hampir semua perlengkapan dan peralatan di rumah anda, mulai dari pengaturan tata lampu hingga ke berbagai alat-alat rumah
tangga, yang perintahnya dapat dilakukan dengan menggunakan suara, sinar inframerah, atau melalui kendali jarak jauh (remote).Hanya dengan melakukan hubungan telepon, maka anda dapat mengatur buka-tutup tirai yang mengunakan motor, mengatur penerangan di dalam atau luar rumah, mengawasi seluruh aktivitas yang terjadi di rumah, atau mudahnya, bisa diartikan bahwa anda mengatur semua prasarana rumah atau kantor anda yang menggunakan sumberdaya listrik sebagai pembangkit kerjanya. Di rumah-rumah yang berlahan luas, Smarthome lebih terasa manfaatnya.
Semua alat-alat elektronik dapat dikendalikan secara otomatis dari jarak tertentu. ''Termasuk AC, TV, home theatre, microwave, VCD/DVD player, dan lampu.'' Intinya, setiap peranti elektronik yang terhubung dengan stop kontak dapat dikendalikan dalam satu genggaman remote control. Kini dengan teknologi elektronik terbaru yang dinamakan smarthome, anda bisa mengkontrol alat-alat elektronik anda hanya dengan satu pengontrol pusat, ataupun anda bisa mengkontrolnya ketika anda tidak ada di rumah anda. Hanya dengan mengakses ke unit kontrol utama sistem smarthome, dimanapun anda berada, anda bisa menyala atau mematikan alat-alat elektronik seperti lampu, pemanas air, kulkas, TV dan
microwave. Perencanaan dengan menggunakan teknologi smart home harus dimulai dengan pengaturan kabel-kabel elektronik pada tahap pembangunan rumah anda. Sebelum rumah anda mulai pembangunan, penentuan terhadap alatalat elektronik harus direncanakan dan dipertimbangkan.
Gambar 2.1 Smarthome 2.4 Android
Android adalah sistem operasi yang berbasis Linux untuk telepon seluler seperti telepon pintar dan komputer tablet.
Android menyediakan platform terbuka bagi para pengembang untuk menciptakan aplikasi mereka sendiri untuk digunakan oleh bermacam peranti bergerak.
Awalnya, Google Inc. membeli Android Inc., pendatang baru yang membuat peranti lunak untuk ponsel. Kemudian untuk mengembangkan Android, dibentuklah Open Handset Alliance, konsorsium dari 34 perusahaan peranti keras, peranti lunak, dan telekomunikasi, termasuk Google, HTC, Intel, Motorola, Qualcomm, T-Mobile, dan Nvidia.
Pada saat perilisan perdana Android, 5 November 2007, Android bersama Open Handset Alliance menyatakan mendukung pengembangan standar terbuka pada perangkat seluler. Di lain pihak, Google merilis kode– kode Android di bawah lisensi Apache, sebuah lisensi perangkat lunak dan standar terbuka perangkat seluler. Di dunia ini terdapat dua jenis distributor sistem operasi Android.
Pertama yang mendapat dukungan penuh dari Google atau Google Mail Services (GMS) dan kedua adalah yang benar–
benar bebas distribusinya tanpa dukungan langsung Google atau dikenal sebagai Open Handset Distribution (OHD).
2.5 WiFi
Wi-Fi merupakan kependekan dari Wireless Fidelity, yang memiliki pengertian yaitu sekumpulan standar yang digunakan untuk Jaringan Lokal Nirkabel (Wireless Local Area Networks – WLAN) yang didasari pada spesifikasi IEEE 802.11. Standar terbaru dari spesifikasi 802.11a atau b, seperti 802.11 g, saat ini sedang dalam penyusunan, spesifikasi terbaru tersebut menawarkan banyak peningkatan mulai dari luas cakupan yang lebih jauh hingga kecepatan transfernya Awalnya Wi-Fi ditujukan untuk penggunaan perangkat nirkabel dan Jaringan Area Lokal (LAN), namun saat ini lebih banyak digunakan untuk
mengakses internet. Hal ini memungkinan seseorang dengan komputer dengan kartu nirkabel (wireless card) atau personal digital assistant (PDA) untuk terhubung dengan internet dengan menggunakan titik akses (atau dikenal dengan hotspot) terdekat. Secara teknis operasional, Wi-Fi merupakan salah satu varian teknologi komunikasi dan informasi yang bekerja pada jaringan dan perangkat WLAN (wireless local area network). Dengan kata lain, Wi-Fi adalah sertifikasi merek dagang yang diberikan pabrikan kepada perangkat telekomunikasi (internet) yang bekerja di jaringan WLAN dan sudah memenuhi kualitas kapasitas interoperasi yang dipersyaratkan.
Teknologi internet berbasis Wi-Fi dibuat dan dikembangkan sekelompok insinyur Amerika Serikat yang bekerja pada Institute of Electrical and Electronis Engineers (IEEE) berdasarkan standar teknis perangkat bernomor 802.11b, 802.11a dan 802.16. Perangkat Wi-Fi sebenarnya tidak hanya mampu bekerja di jaringan WLAN, tetapi juga di jaringan Wireless Metropolitan Area Network (WMAN). Karena perangkat dengan standar teknis 802.11b diperuntukkan bagi perangkat WLAN yang digunakan di frekuensi 2,4 GHz atau yang lazim disebut frekuensi ISM (Industrial, Scientific dan Medical). Sedang untuk perangkat yang berstandar teknis 802.11a dan 802.16
diperuntukkan bagi perangkat WMAN atau juga disebut Wi-Max, yang bekerja di sekitar pita frekuensi 5 GHz. Tingginya animo masyarakat –khususnya di kalangan komunitas Internet–
menggunakan teknologi Wi-Fi dikarenakan paling tidak dua faktor.
Pertama, kemudahan akses. Artinya, para pengguna dalam satu area dapat mengakses Internet secara bersamaan tanpa perlu direpotkan dengan kabel.
Menurut Yuhefizar (2008; 77) WiFi adalah singkatan dari Wireless Fidelity, yaitu seperangkat standar yang digunakan untuk komunikasi jaringan lokal tanpa kabel (Wireless Local Area Network- WLAN). yang didasari pada spesifikasi IEEE 802.11 Doni Kurniawan (2008;15) WiFi adalah teknologi lama dan sebenarnya sudah disertakan di beberapa notebook Pentium 3. Namun di notebook Pentium 4 dan generasi diatasnya teknologi tersebut sudah wajib hukumnya Sejarah dan perkembangan WiFi.
2.6 NodeMCU (ESP 8266)
NodeMCU (Node MicroController Unit) adalah perangkat lunak open source dan lingkungan pengembangan perangkat keras yang dibangun di sekitar System-on- a-Chip (SoC) yang sangat murah yang disebut ESP8266. ESP8266 dirancang dan diproduksi oleh Express, berisi semua elemen penting dari komputer modern:
CPU, RAM, jaringan (wi-fi), dan bahkan sistem operasi dan SDK modern. Saat dibeli secara massal, chip ESP8266 hanya berharga $ 2 per buah. Itu membuatnya menjadi pilihan yang sangat baik untuk desain sistem ini. Secara fungsi modul ini hampir menyerupai dengan platform modul arduino, tetapi yang membedakan yaitu dikhususkan untuk “Connected to Internet“
NodeMCU bertujuan untuk menyederhanakan pengembangan ESP8266. Ini memiliki dua komponen utama.
1. Firmware ESP8266 open source yang dibangun di atas SDK milik produsen chip. Firmware menyediakan lingkungan pemrograman sederhana berdasarkan eLua (embedded Lua), yang merupakan bahasa scripting yang sangat sederhana dan cepat dengan komunitas pengembang yang sudah mapan. Untuk pendatang baru, bahasa skrip Lua mudah dipelajari. Dan untuk menambahkan NodeMCU dapat diprogram dengan IDE Android juga.
2. Papan kit pengembangan yang menggabungkan chip ESP8266 pada papan sirkuit standar. Papan ini memiliki port USB internal yang sudah terhubung dengan chip, tombol reset perangkat keras, antena Wi-Fi, lampu LED, dan pin GPIO (General Input Input Output) berukuran standar yang dapat dihubungkan ke papan
roti . Gambar 2 di bawah ini menunjukkan papan pengembangan NodeMCU[1].
Node MCU Versi1.0 Versi ini merupakan pengembangan dari versi 0.9.
Dan pada versi 1.0 ini ESP8266 yang digunakan yaitu tipe ESP-12E yang dianggap lebih stabil dari ESP-12. Selain itu ukuran board modulnya diperkecil sehingga compatible digunakan membuat prototipe projek di breadboard. Serta terdapat pin yang dikhusukan untuk komunikasi SPI (Serial Peripheral Interface) dan PWM (Pulse Width Modulation) yang tidak tersedia di versi 0.9 [2].
Gambar 2.2 NodeMCU (ESP8266)[2].
2.7 Relay Board
Relay adalah saklar elektromagnetik.
Ini diaktifkan ketika arus kecil dari beberapa microampere diterapkan padanya. Biasanya relay digunakan dalam suatu rangkaian sebagai jenis sakelar, sakelar otomatis. Ada berbagai jenis relay dan beroperasi pada voltase berbeda.
Ketika sebuah sirkuit dibangun, tegangan yang akan memicu itu harus dipertimbangkan. Dalam sistem ini, sirkuit relai digunakan untuk menghidupkan / mematikan peralatan. Sinyal tinggi / rendah dipasok dari mikrokontroler NodeMCU. Ketika tegangan rendah diberikan ke relai suatu alat, ia dimatikan dan ketika tegangan tinggi diberikan ia dinyalakan. Sirkuit relai untuk menggerakkan empat peralatan dalam sistem otomasi rumah ditunjukkan di bawah dalam gambar 2.2. Jumlah peralatan dapat dimodifikasi sesuai dengan kebutuhan pengguna.
Gambar 2.3 Relay Board 2.8 Arduino Application
Menurut Sulaiman (2012:1) arduino diciptakan untuk para pemula bahkan yang tidak memiliki basic bahasa pemrograman sama sekali karena menggunakan bahasa C++ yang telah dipermudah melalui library. Arduino menggunakan Software Processing yang digunakan untuk menulis program kedalam Arduino. Processing sendiri
merupakan penggabungan antara bahasa C++ dan Java. Software Arduino ini dapat di-install di berbagai operating system (OS) seperti: LINUX, Mac OS, Windows.
Software IDE Arduino terdiri dari 3 (tiga) bagian:
1. Editor program, untuk menulis dan mengedit program dalam bahasa processing. Listing program pada Arduino disebut sketch.
2. Compiler, modul yang berfungsi mengubah bahasa processing (kode program) kedalam kode biner karena kode biner adalah satu–satunya bahasa program yang dipahami oleh microcontroller.
3. Uploader, modul yang berfungsi memasukkan kode biner kedalam memori mikrocontroller.
Struktur perintah pada arduino secara garis besar terdiri dari 2 (dua) bagian yaitu void setup dan void loop. Void setup berisi perintah yang akan dieksekusi hanya satu kali sejak arduino dihidupkan sedangkan void loop berisi perintah yang akan dieksekusi berulang-ulang selama arduino dinyalakan.
Gambar 2.4 Arduino Application[3]
2.9 IFTTT (If This Then That)
If This Then That (IFTTT) adalah sebuah aplikasi yang memungkinkan kamu 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.
IFTTT merupakan aplikasi otomatisasi pekerjaan digital di smartphone kita dengan dasar logika IF This (jika begini) yang menjadi sebuah trigger atau keadaan tertentu yang kita setting sendiri, Then That (maka begitu) atau keadaan yang akan dihasilkan dari trigger tersebut. Logika otomatis tersebut dinamakan Applet yang bisa kita pilih bahkan kita buat sendiri di smartphone milik kita. IFTTT terbukti bisa sangat
membantu hidup kita yang berhubungan dengan smartphone jika kita tau cara mengunakannya.
Kombinasi apa yang bisa dilakukan IFTTT? Setiap RSS Feed dapat ditweet secara otomatis. Hasil search terbaru craiglist dapat dikirimkan melalui email atau SMS. Kamu dapat menerima notifikasi SMS apabila ada email baru yang masuk. Tweet kamu bisa secara otomatis ditambahkan ke Google Calendar, membuat timeline dan perencanaan secara otomatis.
Secara sederhana, setiap aktivitas yang kamu lakukan secara online dapat diatur untuk memiliki reaksi otomatis pada sebuah aplikasi web tertentu. IFTTT adalah rantai yang dapat menggabungkan beberapa aplikasi web yang kamu gunakan sehingga dapat saling menunjang[4].
2.10 Google Assistant
Google Assistant merupakan sebuah layanan yang ditawarkan Google berupa Assistant virtual, sehingga pengguna dapat melakukan percakapan dua arah dengan Google. Dengan adanya Google Assistant diharapkan dapat mempermudah pengguna untuk mengakses smartphone maupun perangkat pintar yang lainnya.
Google Assistant pertama kali diluncurkan pada bulan Mei 2016, yang awalnya merupakan fitur yang ditanam
pada aplikasi Google Home dan aplikasi pesan singkat Google Allow. Google Assistant merupakan pengembangan dari aplikasi Google Now, yang merupakan aplikasi yang memberikan informasi yang di perlukan pengguna tanpa mengetik kata kunci di Google.
Aplikasi Google Assistant dikembangkan menggunakan bahasa pemrograman C++, dan dapat dijalankan pada sistem operasi Android, Chrome OS, iOS serta KaiOS. Sementara untuk perangkat yang mendukung aplikasi ini antara lain Android, Android Home, Android TV, Wear OS dan lain sebagainya.
3. Alur Penelitian Rancangan Home Automation
Pada alur penelitian ini terdapat beberapa tahapan yang pertama dimulai dari studi literature, lalu yang kedua terdapat perancangan perangkat keras lalu perancangan perangkat lunak dan pengujian alat. pada alur penelitian ini akan dibahas mulai dari system kerja hingga pengujian yang akan dilakukan.
Gambar 3.1 Flowchart Alur Penelitian 3.1.1. Studi Literatur
Studi literatur yang dilakukan oleh penulis dalam proses penyusunan Tugas Akhir ini adalah dengan mencari materi yang berhubungan dengan masalah yang dibahas melalui beberapa referensi
pendukung seperti buku, jurnal ilmiah dan internet dari website resmi.
3.2.2 Metode Diskusi
Metode ini dilakukan antara penulis dan pembimbing atau temanteman yang lebih memahami mengenai proyek ini.
3.2.3 Metode Perancangan
Pada metode perancangan home automation with google assistant. Hal yang pertama dilakukan adalah menyiapkan semua komponen yang dibutuhkan perangkat keras maupun perangkat lunak. Selanjutnya rancang terlebih dahulu NodeMCU, Relay Board, Lampu, Kipas. Lalu sambungkan NodeMCU ke PC/laptop untuk dikonfigurasi menggunakan aplikasi Arduino, IFTTT untuk menghungkan IO Adafruit dengan Google Assistant. Setelah semua konfigurasi selesai hubungkan rangkaian dengan listik PLN dan lakukan percobaan.
Gambar 3.2 Diagram Block Perancangan Pada gambar 3.2 diatas merupakan diagram blok dari rancangan yang kita buat, mulai dari smartphone berkoneksi internet dan terinstal Google Assistant, dengan smartphone tersebut kita dapat membuatnya sebagai asisten pribadi kita masing masing agar dapat membatu kita dalam kasus ini membantu kita untuk menghidupkan dan mematikan alat elektronik tanpa kita harus mematikan secara manual dengan bantuan Google Assistant, kita hanya perlu memberi perintah dengan kata kunci tertentu yang sudah kita atur agar dapat melaksanakan perintah kita dengan tepat.
Kita dapat membuat kata kunci tersebut di IFTTT (IF This Then That), dengan menggunakan IFTTT disini kita akan menghubungkan Google Assistant dengan IO Adafruit, setelah membuat kata kunci untuk Google Assistant selanjutnya kita mengatur penempatan relay untuk setiap kata kunci.
Selanjutnya membuat ON/OFF pada IO Adafruit, pastikan membuatnya sesuai dengan relay yang sudah kita samakan dengan relay kata kunci agar tidak terjadi kesalahan dalam menyalakan atau mematikan alat elektronik yang digunakan dalam rancangan ini.
Setelah semua pengaturan pada IFTTT dan IO Adafruit selesai dilanjutkan dengan
Internet
Smartphone with Google Assitant
IFTTT AdaFruit IO NodeMCU
4th Relay Board
Lampu Kipas
mengatur Nodemcu ESP8266 dengan menggunakan aplikasi Arduino yang mana disini sudah kita kodingkan sesuai kebutuhan dan sudah disamakan dengan relay yang kita kehendaki, dengan menggunakan satu jaringan internet yang sama dengan smartphone yang kita gunakan sebagai perangkat yang akan menjadi penangkap perintah yang kita berikan.
Dan terakhir kita memasangkan lampu dan kipas angin ke Relay Board Module sebagai output dari rancangan ini, pastikan kita memasangkan lampu dan kipas tersebut sesuai dengan pengaturan relay yang sudah kita atur pada Google Assistant, IFTTT, IO Adafruit dan juga Nodemcu ESP8266.
3.2.3.1 Perancangan Sistem
Dalam perancangan system penelitian ini penulis menggunakan arsitektur Pengendalian jarak jauh dalam lingkup jangkauan WiFi. Pada arsitektur ini terdiri dari beberapa bagian yaitu End Device pada rancangan ini yaitu Smartphone yang sudah terinstall Google Assistant, Gateway, Network Server, Application Server dan Perangkat Elektronik.
Gambar 3.3 Flowchart Perancangan Sistem
3.2.3.2 Perancangan End Device
Pada gambar 3.4 dapat dilihat bahwa sistem dari google asisten ini cukup mudah dimana pertama google akan menginisialisasi peripheral sistem yang mana akan berguna agar google akan secara otomatis dapat mendengarkan perintah dari kita hanya dengan mengucapkan “OK Google”, maka google akan secara langsung mendengarkan apa yang kita perintahkan. Dalam kasus ini google asisten terhubung dengan IFTTT
Start
End Device membaca hasil data yang berupa perintah
dari pengguna (menyalakan/mematikan)
End Device meneruskan data ke Network Server (IFTTT dan Adafruit IO)
Network Server (IFTTT dan Adafruit IO) meneruskan ke
Gateway
Gateway meneruskan ke Perangkat Elektronik
Finish
dan IO Adafruit yang mana dalam IFTTT dan IO Adafruit sudah dikonfigurasi terlebih dahulu, apa yang kita perintahkan pada Google Assistant akan berdampak ke IO Adafruit yang mana kita harus memberi perintah sesuai dengan apa yang kita konfigurasi dalam IFTTT.
3.2.3.3 Perancangan Gateway
Pada perancangan gateway ini terdiri dari NodeMCU esp8266 dan 4th Relay Module, dimana NodeMCU digunakan sebagai komunikasi untuk menerima data dari Network Server dan end device lalu diteruskan ke 4th Relay Module. Dan relay module akan meneruskan ke perangkat elektronik. Hasil perancangan gateway akan dibahas pada bab 4.
3.2.3.4 Perancangan Perangkat Lunak Pada gambar 3.6 ditampilkan flowchart perancangan perangkat lunak yang digunakan pada penelitian ini.
Adapun perangkat lunak yang digunakan ada Google Assistant, IFTTT, Adafruit IO, dan Arduino Application.
Gambar 3.6 Flowchart Perancangan Perangkat Lunak
3.2.4 Pengujian Sistem
Pengujian system disini dilakukan untuk memastikan bahwa alat yang digunakan sudah sesuai deng fungsi dan kinerja alat itu sendiri, pengujian alat meliputi pengujian NodeMCU, 4th Relay Module, lampu, dan kipas.
3.2.4.1 Pengujian NodeMCU
Pada pengujian NodeMCU ini dilakukan untuk mengetahui kinerja dari NodeMCU, apakah berfungsi dengan baik
Start
Memberikan perintah menghidupkan/memat ikan lampu/kipas pada
Google Assistant
Hasil data pada Google Assistant akan diteruskan ke IFTTT
Hasil data pada IFTTT akan diteruskan ke
Adafruit IO
Hasil data pada Adafruit IO akan diteruskan ke Arduino
Application untuk menjalankan perintah
Finish
atau tidak. Dan untuk mengetahuinya dapat cara mengupload data yang ada pada Arduino Application untuk mendapatkan hasil apakah NodeMCU dapat terhubung dengan Wifi, membaca perintah yang diberikan, dan dapat terhubung dengan Adafruit IO atau tidak.
3.2.4.2 Pengujian 4th Relay Module Pada pengujian 4th Relay Module ini dilakukan untuk mengetahui kinerja dari 4th Relay Module, apakah berfungsi dengan baik atau tidak. Dan untuk mengetahuinya dapat dilakukan dengan cara menghubungkan 4th Relay Module dengan NodeMCU, lampu dan kipas.
Dengan menghubungkannya akan diketahui 4th Relay Module dapat meneruskan perintah dari NodeMCU. Jika mendapat perintah untuk menghidupkan atau mematikan lampu maka lampu akan bereaksi, dan jika mendapatkan perintah untuk menghidupkan atau mematikan kipas maka kipas akan bereaksi sesuai dengan perintah.
3.2.4.3 Pengujian Lampu dan Kipas Pada pengujian lampu ini dilakukan untuk mengetahui apakah lampu kipas berfungsi dengan baik atau tidak.
Dan untuk mengetahuinya dengan cara menghubungkan dengan 4th Relay Module pada relay yang telah ditentukan, jika lampu dan kipas berfungsi dengan baik
maka akan bereaksi sesuai dengan apa yang diperintahkan oleh 4th Relay Module.
3.2.4.4 Pengujian Throughput
Pengujian Troughput bertujuan untuk mengetahui jumlah kedatangan paket yang sukses menjuju tujuan selama interval waktu tertentu dibagi oleh durasi interval waktu tersebut,dengan besar paket yaitu 60 bytes.
3.2.4.5 Pengujian Delay
Delay atau latency atau round trip time delay, adalah waktu yang dibutuhkan untuk sebuah paket yang dikirimkan dari suatu komputer ke komputer yang dituju.
Delay dalam sebuah proses transmisi paket dalam sebuah jaringan komputer disebabkan karena adanya antrian yang panjang, atau mengambil rute lain untuk menghindari kemacetan pada routing.
Untuk mencari delay pada paket yang ditransmisikan dengan membagi antara panjang paket (satuannya bit) dibagi dengan link bandwidth (satuannya bit/s).
4. HASIL DATA
DAN PEMBAHASAN
Hasil Pengujian dan pembahasan pada bab ini merupakan tahap lanjutan setelah proses perancangan dan pembuatan home automation with google assistant.
Pengujian dilakukan sesuai urutan seperti yang sudah di jelaskan pada bab 3 tentang metode perancangannya. Bab ini
merupakan hasil pengujian system dan eksekusi dari alat yang sudah dirancang.
4.1 Hasil Pengujian Throughput Table 4.1 Pengujian Throughput
Pada tabel 4.1 diatas merupakan hasil pengujian berapa kecepatan data untuk sampai dari smartphone ke NodeMCU dan jarak yang dimaksud diatas adalah jarak antara smartphone dengan NodeMCU.
Sebenarnya untuk troughput ini tergantung dari kualitas perangkat yang digunakan, kecepatan dan kestabilan koneksi internet yang digunakan jaringan.
Gambar 4.1 Grafik Hasil Pengujian Throughput
4.2 Hasil Pengujian Delay Table 4.2 Pengujian Delay ON/OFF 60
byte
Jarak
0 meter 5 meter ON Lamp 4.36 ms 4.13 ms OFF Lamp 4.48 ms 3.66 ms ON Fan 4.36 ms 3.93 ms OFF Fan 4.03 ms 4.36 ms
Pada tabel diatas 4.2 merupakan hasildari pengujian perbedaan selang waktu kedatangan antar paket di terminal tujuan.
Yang mana paket yang telah sampai pada NodeMCU akan diproses ke 4th relay board dan direaksikan oleh lampu dan kipas. Dari hasil pengukuran delay dapat dilihat bahwa delay masing-masing skenario mengalami perubahan, dimana perubahan bitrate yang terjadi, diikuti pula perubahan delay. Semakin besar bitrate,
0 50 100 150 200 250
BIT PER SECOND
ON/OFF 60 bytes
Uji Throughput
0 meter 1 meter 2 meter 3 meter 4 meter 5 meter ON/
OFF 60 byte
Jarak
0 met
er 1 met
er 2 met
er 3 met
er 4 met
er 5 met
er
ON Lamp
110 bps
146 bps
91 bps
96 bps
130 bps
116 bps
OFF Lamp
107 bps
126 bps
103 bps
102 bps
111 bps
131 bps
ON Fan
110 bps
100 bps
127 bps
119 bps
118 bps
122 bps
OFF Fan
119 bps
99 bps
119 bps
193 bps
137 bps
110 bps
delay yang terjadi semakin kecil. Kondisi ini terjadi, karena ketika bitrate yang ditransmisikan besar, maka proses transfer data akan menjadi semakin cepat.
Sehingga waktu yang dibutuhkan data tersebut untuk sampai ditujuan lebih cepat.
Gambar 4.2 Grafik hasil pengujian delay 4.3 Cara Kerja Rancangan
Pertama kita harus menyusun rancangan dengan benar, lalu gunakan smartphone yang telah terinstall Google Assistant sebagai sarana perintah dan jangan lupa gunakan wifi yang sama dengan yang digunakan NodeMCU dan Laptop. Lalu hubungkan perangkat elektronik yang akan digunakan ke listrik PLN.
Dan selanjutnya berilah perintah misalkan “lamp on” atau “turn on lamp”
dengan menggunakan suara maupun diketikan pada Google Assistan yang ada di smartphone kita, perintah tersebut akan diteruskan ke IFTTT untuk diproses karena kita sudah membuat applets pada IFTTT yang mana Google Assistant
sebagai This dan Adafruit IO sebagai That, dan applets yang digunakan adalah applets untuk menghidupkan lampu maka perintah tersebut akan diteruskan ke Adafruit IO untuk melakukan trigger pada block lampu yang sudah dibuat agar hidup dan hal tersebut dikirimkan ke NodeMCU yang mana terhubung dengan 4th Relay Module yang akan menghidupkan lampu yang sudah dihubungkan pada relay board.
Dan jika diberi perintah “lamp off”
atau “turn off lamp” dengan menggunakan suara maupun diketikan pada Google Assistan yang ada di smartphone kita, perintah tersebut akan diteruskan ke IFTTT untuk diproses karena kita sudah membuat applets pada IFTTT yang mana Google Assistant sebagai This dan Adafruit IO sebagai That, dan applets yang digunakan adalah applets untuk mematikan lampu maka perintah tersebut akan diteruskan ke Adafruit IO untuk melakukan trigger pada block lampu yang sudah dibuat agar mati dan hal tersebut dikirimkan ke NodeMCU yang mana terhubung dengan 4th Relay Module yang akan mematikan lampu yang sudah dihubungkan pada relay board tersebut.
Dan jika diberi perintah “fan on” atau
“turn on fan” dengan menggunakan suara maupun diketikan pada Google Assistan yang ada di smartphone kita, perintah tersebut akan diteruskan ke IFTTT untuk diproses karena kita sudah membuat
0 1 2 3 4 5
MILI SECOND
Uji Delay
0 meter 5 meter
applets pada IFTTT yang mana Google Assistant sebagai This dan Adafruit IO sebagai That, dan applets yang digunakan adalah applets untuk menghidupakan kipas maka perintah tersebut akan diteruskan ke Adafruit IO untuk melakukan trigger pada block lampu yang sudah dibuat agar hidup dan hal tersebut dikirimkan ke NodeMCU yang mana terhubung dengan 4th Relay Module yang akan menghidupkan kipas yang sudah dihubungkan pada relay board tersebut.
Dan jika diberi perintah “fan off” atau
“turn off fan” dengan menggunakan suara maupun diketikan pada Google Assistan yang ada di smartphone kita, perintah tersebut akan diteruskan ke IFTTT untuk diproses karena kita sudah membuat applets pada IFTTT yang mana Google Assistant sebagai This dan Adafruit IO sebagai That, dan applets yang digunakan adalah applets untuk mematikan kipas maka perintah tersebut akan diteruskan ke Adafruit IO untuk melakukan trigger pada block lampu yang sudah dibuat agar mati dan hal tersebut dikirimkan ke NodeMCU yang mana terhubung dengan 4th Relay Module yang akan mematikan lampu yang sudah dihubungkan pada relay board tersebut.
Gambar 4.3 Perancangan pada 4th relay board
Pada gambar diatas dapat dilihat bahwa NodeMCU dan 4th Relay Module terhubung dengan menggunakan kabel jumper female-female berjumlah 6 buah kabel yang mana warna dari tiap kabel berbeda-beda agar tidak salah saat memasangkannya. Kabel jumper yang berwarna putih dihubungkan pada masing- masing GND (Ground) pada NodeMCU dan 4th Relay Module, lalu kabel jumper yang berwarna hitam dihubungkan ke VCC pada 4th Relay Module dan Vin pada NodeMCU, lalu kabel jumper yang berwarna hijau dihubungkan ke IN1 pada 4th Relay Module dan D1 pada NodeMCU, lalu kabel jumper berwarna merah dihubungkan ke IN2 pada 4th Relay Module dan D2 pada NodeMCU, lalu kabel jumper yang berwarna orange dihubungkan ke IN3 pada 4th Relay Module dan D3 pada NodeMCU, lalu kabel jumper yang berwarna kuning dihubungkan ke IN4 pada 4th Relay Module dan D4 pada NodeMCU.
Gambar 4.4 Perancangan Output pada relay module
Pada gambar diatas merupakan hasil rancangan output yang mana K1 pada 4th Relay Board merupakan Relay 1. Pada relay 1 tersebut sudah diatur atau dirancang sedemikian rupa pada program yang telah dibuat untuk menghasilkan output yang sesuai dan pada program relay 1 diatur untuk output lampu, jadi pada K1 harus dipasang lampu sebagai outputnya.
Gambar 4.5 Hasil Rancangan Alat Pada gambar diatas merupakan hasil perancangan alat yang sudah diaktifkan
dengan cara menghubungkan NodeMCU dengan laptop yang mana sudah ada pengkodean di arduino aplikasi untuk diupload ke NodeMCU, lalu lampu dan kipas yang digunakan sebagai output dihubungkan ke listrik PLN menggunakan stopkontak agar bisa menyala.
PENUTUP A. KESIMPULAN
Berdasarkan pembahasan mengenai Otomatisasi Rumah dengan ESP8266 menggunakan Google Assistant, maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Pada rancangan ini menghasilkan alat untuk membantu mempermudah pengguna dalam menghidupkan atau mematikan perangkat elektronik yang mana dalam rangcangan ini perangkat elektronik yang digunakan adalah lampu dan kipas.
2. Pada pengujian throughput yang memiliki nilai pengujian terbesar ada pada OFF FAN jarak 3 meter yaitu 193 bps.
3. Pada pengujian throughput yang memiliki nilai pengujian terkecil ada pada ON Lamp jarak 2meter yaitu 91 bps.
4. Pada pengujian delay yang memiliki nilai pengujian terbesar ada pada OFF Lamp jarak 0 meter yaitu 4.48 ms.
5. Pada pengujian delay yang memiliki nilai pengujian terkecil ada pada OFF Lamp jarak 5 meter yaitu 3.66 ms.
6. Pada rancangan ini hanya berlaku dalam lingkup WiFi saja, dikarenakan dalam pengkodean NodeMCU terdapat nama dan password wifi yang akan digunakan. Jika ingin mengganti wifi maka pengkodean ada dalam NodeMCU juga harus diganti agar dapat terhubung dengan wifi yang digunakan.
7. Perangkat elektronik yang akan digunakan harus terhubung dengan 4th relay module dan juga listrik PLN.
8. Untuk menghidupkan NodeMCU yaitu dengan menghubungkannya dengan listrik PLN dengan menggunakan kabel usb atau charger android biasa.
B. SARAN
Dengan melihat kekurangan dan keterbatasan system maka untuk selanjutnya penelitian ini :
1. Membuat system seperti Jarvis, cara kerjanya sama dengan Google Assistant namun tidak hanya membutuhkan smartphone untuk menerima perintah melalui suara namun menggunakan sensor suara pada beberapa sisi rumah yang sudah dikonfigurasi sedemikian rupa. Jika kondisi pengguna didalam rumah tidak membutuhkan smartphone untuk memberi perintah, dan jika kondisi pengguna sedang diluar rumah maka akan menggunakan smartphone untuk memberi perintah.
2. Pada penelitian selanjutnya diiharapkan menggunakan mikrokontroler
yang berbeda agar dapat mengetahui perbedaannya dan juga untuk memperluas pengetahuan tentang IoT.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Adzim, M. S. (2018). Perancangan Sistem Pengendali Otomatis Smarthome Berbasis Android Menggunakan Teknologi Wifi Esp8266 Dan Arduino Uno. Tugas Akhir, 1.
[2] Agung Sedayu, E. Y. (2018). Rancang Bangun Home Automation Berbasis Raspberry Pi 3 Model B Dengan Interface Aplikasi Media Sosial Telegram Sebagai Sistem Kendali.
1program Studi Fisika, Fakultas Sains Dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta,, 1- 2.
[3] Arifaldy Satriadi, W. Y. (2019).
Perancangan Home Automation Berbasis Nodemcu. Transient, 8-1.
[4] Fidelis Surya Putranta, R. M. (2016).
Perancangan Dan Analisis Sistem Smart Lighting Berbasis Wireless Sensor Network Untuk Meningkatkan Kenyamanan Aktivitas Di Dalam Rumah. Smart Lighting Berbasis Wireless Sensor Network, 1-6.
[5] Pandu, P. I. (2017). Home Automation Menggunakan Wemos D1. Tugas Akhir, 1.
[6] Upik Jamil Shobrina, R. P. (2018).
Analisis Kinerja Pengiriman Data Modul Transceiver Nrf24l01, Xbee Dan Wifi Esp8266 Pada Wireless Sensor Network. Pengembangan Teknologi Informasi Dan Ilmu Komputer, 2-4.
[7] Zulfikar, R. (2020). Implementasi Lorawan Pada Sistem Monitoring Irigasi Lahan Pertanian. Tugas Akhir.
