4
BAB II
DASAR TEORI
Bab ini berisi penjelasan mengenai teori-teori yang menunjang perancangan dan perealisasian skripsi ini dengan pengenalan singkat dari komponen-komponen elektronik serta aplikasi / software yang digunakan dalam merealisasikan skripsi ini.
2.1. Kajian Pustaka
Rujukan skripsi pertama saya adalah jurnal yang ditulis oleh D. Naresh, B. Chakradhar, dan S. Krishnaveni, CMR College of Engineering & Technology, Hyderabad, India dengan judul Bluetooth Based Home Automation and Security System Using ARM9, yang mengatakan bahwa di abad ke 21 di mana otomatisasi merupakan
sebuah hal yang berperan penting dalam kehidupan manusia karena membantu dan mempermudah pekerjaan manusia, termasuk Home Automation[6].
Kemudian sistem yang dirancang terdiri dari dua bagian, yaitu transmitter dan receiver dengan menggunakan mikrokontroler Arduino sebagai pengendali utama dan
modul Bluetooth sebagai pengirim data pada transmitter dan penerima data pada receiver. Pada bagian transmitter menggunakan layar sentuh dan GUI sebagai tampilan yang digunakan untuk pengiriman perintah di mana pada layar utama menampilkan semua fungsi kendali untuk setiap perangkat dalam bentuk tombol termasuk melihat kondisi perangkat yang dikendalikan.
Rujukan yang kedua adalah jurnal yang ditulis oleh S. Rajashree, S. Kaushik, dan K. Ravi Varman, Coimbatore Institute of Technology, Coimbatore, India dengan judul Bluetooth and NFC Enabled Contactless Access Control System, yang bertujuan untuk
merancang sistem kontrol penguncian pintu solenoid yang dapat dibuka dan dikunci dengan sebuah NFC tag (pasif) dan melalui koneksi Bluetooth yang dikendalikan melalui smartphone Android dengan aplikasi yang membutuhkan interaksi pengguna terhadap
user interface[7].
5
tombol pada tampilan aplikasi yang terdapat pada smartphone Android. Kemudian kunci pintu dapat juga dibuka menggunakan NFC tag berupa kartu atau gantungan kunci yang terlebih dahulu telah diprogram dan kemudian dilakukan dengan cara menempelkan tag tersebut ke modul NFC reader yang terhubung dengan mikrokontroler Arduino Uno. Apabila tag yang ditempelkan ke reader dikenali oleh mikrokontroler maka kunci akan terbuka dan jika tag tidak dikenali maka kunci akan tetap terkunci.
Sedangkan skripsi ini bertujuan untuk merancang sebuah sistem kontrol pada sebuah rumah atau Home Automation dengan memanfaatkan konektivitas NFC yang terdapat pada smartphone Android. Sehingga smartphone dapat berfungsi sebagai reader yang di mana smartphone tersebut dapat digunakan untuk mengontrol berbagai perangkat di dalam rumah yang pada skripsi ini adalah lampu dan kunci pintu apabila smartphone membaca tag pasif yang diletakkan di dalam rumah tanpa memerlukan interaksi pengguna terhadap user interface. Kemudian pada skripsi ini menggunakan koneksi Internet untuk pengiriman dan penerimaan data. Sehingga dengan konfigurasi tersebut memiliki kelebihan dalam penggunaan sistem kontrol untuk mengendalikan perangkat rumah tanpa interaksi pengguna terhadap user interface dan juga memungkinkan pengguna mengetahui kondisi perangkat rumah dari jarak jauh dibandingkan dengan cakupan jarak yang dimiliki oleh Bluetooth.
2.2. Wemos D1 Mini
Wemos D1 Mini adalah mikrokontroler dengan kemampuan wifi berbasis ESP-8266EX yang dapat diprogram dengan Arduino IDE. Mikrokontroler ini digunakan untuk mengendalikan lampu dan kunci pintu sesuai dengan perintah yang diterima dari server pada skripsi ini. Spesifikasi dari mikrokontroler ini ditunjukkan pada Tabel 2.1.
6
Tabel 2.1. Spesifikasi Wemos D1 Mini[8].
Mikrokontroler ESP-8266EX
Tegangan Kerja 3,3V
Pin I/O Digital 11
Pin Analog 1(Input Maksimal: 3,3V)
Clock Speed 80MHz/160MHz
Flash 4MB
2.3. ThingSpeak Server
ThingSpeak adalah sebuah wadah open source berbentuk website yang menyediakan layanan untuk kebutuhan IoT (Internet of Things) dan dapat menyimpan dan menerima data menggunakan protokol HTTP melalui Internet. ThingSpeak dapat digunakan untuk pengaplikasian sensor logging, location tracking, dan lain-lain. Dalam arti lain ThingSpeak merupakan sebuah platform IoT yang mampu digunakan untuk mengumpulkan, menyimpan, menganalisa, memvisualisasikan, dan bertindak sesuai data dari sensor atau aktuator, seperti Arduino, Raspberry, dan perangkat keras lainnya. Elemen utama pada aktivitas ThingSpeak adalah channel yang berisi data fields, location fields, dan status field[9].
ThingSpeak secara original diluncurkan pada tahun 2010 oleh ioBridge sebagai sebuah layanan untuk mendukung pengaplikasian IoT[10]. ThingSpeak dapat digunakan secara gratis namun dengan beberapa batasan yang diberikan, yaitu hanya dapat menerima data setiap 15 detik sekali.
7 2.4. Modul Relay
Relay adalah suatu perangkat yang berfungsi sebagai saklar dengan prinsip kerja elektromagnetik untuk menggerakkan kontak saklar apabila coil pada relay dialiri listrik. Dengan prinsip ini relay dapat digunakan sebagai saklar elektronik yang dikendalikan oleh arus listrik yang kecil dari mikrokontroler untuk menghubungkan antara beban dengan sumber listrik tegangan tinggi.
Gambar 2.3. Modul Relay.
2.5. NFC Tag
NFC tag adalah sebuah chip pasif yang dapat digunakan untuk menyimpan informasi digital layaknya sebuah memori yang dapat dibaca maupun ditulis dengan perangkat NFC. Komunikasi antara NFC tag dengan perangkat NFC adalah komunikasi satu arah, yaitu dari tag ke perangkat. NFC tag yang telah diprogram memungkinkan pengguna untuk mengendalikan berbagai fungsi pada ponsel mereka secara otomatis, hanya dengan satu kali tap[11]. NFC tag yang digunakan pada perancangan ini adalah NFC tag stiker ISO14443A NTAG213 yang merupakan tipe tag yang dapat dibaca dan ditulis ulang yang tersedia dan mudah diperoleh di pasaran.
8 2.6. Tasker
Tasker merupakan sebuah aplikasi semi-programming untuk sistem operasi Android. Tasker dapat melakukan berbagai hal pada smartphone Android dengan banyaknya action yang kompleks. Tasker dapat diatur untuk melakukan action tertentu pada ponsel Android berdasarkan konteks yang dibuat atau ditetapkan oleh pengguna. Konteks yang dapat digunakan pada Tasker di antaranya adalah aplikasi, waktu, lokasi, kejadian, dan lain-lain[12]. Misalnya, dengan Tasker maka ponsel Android dapat mengirimkan pesan singkat pada waktu yang ditetapkan pengguna atau ketika ponsel berada pada lokasi tertentu maka akan masuk ke mode pesawat secara otomatis.
Di dalam Tasker terdapat 4 buah menu utama, yang pertama adalah Profiles yang merupakan cara kontekstual untuk memicu task terkait dengan konteks yang dapat digunakan oleh Tasker. Yang kedua adalah Task, di mana task adalah daftar berbagai action yang terorganisir untuk dilakukan. Yang ketiga adalah Scenes, yaitu antarmuka
visual yang dapat dibuat pengguna untuk menjalankan task, serta Popup dan elemen visual lainnya yang dapat digunakan dalam Task dengan berbagai cara. Kemudian yang terakhir adalah Variables yang merupakan nilai yang dapat dibuat dan berubah dari waktu ke waktu. Di dalam Tasker terdapat banyak variabel global yang sudah tersedia, dan pengguna dapat menetapkan variabel jika diinginkan[13].
Pada perancangan ini, Tasker digunakan karena tersedianya net action yaitu HTTP post untuk melakukan pengiriman data dan get untuk melakukan pengambilan data terhadap ThingSpeak[14], atau dalam arti lain adalah untuk melakukan komunikasi antara smartphone dengan ThingSpeak serta untuk menampilkan status lampu pada layar ponsel
dalam bentuk notifikasi menggunakan alert action yang akan dilakukan tiap kali pengguna menekan tombol notifikasi pada layar smartphone.
9 2.7. XOR Gate
XOR (EXCLUSIVE OR) adalah sebuah gerbang logika digital yang terdiri dari 2 masukan dan 1 keluaran, dimana keluaran dari gerbang ini hanya akan bernilai 1 apabila kedua masukan tidak bernilai sama. Persamaan Aljabar Boolean untuk XOR Gate adalah . Logika XOR diperoleh dengan menggunakan IC TTL 74LS86 yang memiliki 4 buah gerbang XOR di dalam nya. IC tersebut juga banyak beredar di pasaran sehingga mudah untuk didapatkan. Tabel kebenaran XOR Gate ditunjukkan pada Tabel 2.2.
Gambar 2.6. Simbol XOR Gate. Tabel 2.2. Tabel Kebenaran XOR Gate.
2.8. Solenoid Door Lock
Solenoid Door Lock ini bekerja pada tegangan DC 12V yang digunakan sebagai
kunci elektronik. Ketika dialiri arus listrik, medan magnet yang tercipta akan menarik kontak sehingga kunci akan terbuka dan sebaliknya, ketika aliran listrik dihentikan, maka medan magnet yang tercipta akan hilang sehingga kontak akan kembali keluar.
Gambar 2.7. Solenoid Door Lock. INPUT OUTPUT
A B A XOR B
0 0 0
0 1 1
1 0 1
10
2.9. Power Supply Switching
Power supply switching adalah jenis power supply yang langsung menyearahkan
dan menyaring tegangan masukan AC untuk mendapatkan tegangan DC. Tegangan DC tersebut kemudian di-switch ON dan OFF dengan frekuensi tinggi. Power supply switching yang digunakan pada rancangan sistem ini memiliki keluaran 12V untuk diteruskan ke buck converter dan untuk menghidupkan solenoid door lock.
Gambar 2.8. Power Supply Switching.
2.10. Buck Converter
Buck converter adalah DC-DC converter yang digunakan untuk menurunkan tegangan masukan DC menjadi tegangan keluaran DC yang lebih rendah. Buck converter pada perancangan ini digunakan untuk menurunkan tegangan DC 12V yang diperoleh dari power supply switching menjadi tegangan DC 5V yang digunakan untuk menghidupkan mikrokontroler dan modul relay.
11 2.11. Magnetic Switch
Magnetic switch adalah saklar yang bekerja berdasarkan medan magnet. Jika kedua buah kutub didekatkan maka saklar memiliki resistansi rendah atau terhubung. Sebaliknya, jika kedua buah kutub dipisah maka saklar memiliki resistansi tinggi atau terputus.
![Tabel 2.1. Spesifikasi Wemos D1 Mini[8].](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/3725064.1480931/3.595.105.527.114.723/tabel-spesifikasi-wemos-d-mini.webp)
