PERANCANGAN SISTEM RUMAH PINTAR (SMARTHOME) BERBASIS ANDROID SMARTPHONE
Oleh
Imanuel Bintang Adhyputra Ratmanier NIM: 612010027
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga
i
INTISARI
Perkembangan teknologi yang semakin pesat mendorong manusia menciptakan sistem yang dapat membantu manusia melakukan pengontrolan peralatan rumah secara jarak jauh dan otomatis sedangkan saat ini masih banyak sistem pengontrolan rumah di Indonesia dengan cara saklar biasa yang untuk mengoperasikannya. Oleh karena itu, di
rancang sistem rumah pintar (smarthome) berbasis android smartphone. Sistem ini dapat
mengontrol peralatan rumah dengan dua mode yaitu manual dan otomatis. Oleh karena itu, sistem ini membutuhkan sistem kendali yang dapat mengontrol dan mendeteksi parameter-parameter yang dibutuhkan didalam otomatisasi.
Dalam skripsi ini akan digunakan sensor untuk dapat mendeteksi parameter-parameter yang dibutuhkan dalam otomatisasi. Sensor tersebut adalah sensor kelembaban tanah, sensor suhu ruang, sensor intensitas cahaya, dan real time clock (RTC). Sensor ini akan terhubung dengan pengendali utama Arduino Mega 2560, dengan dilengkapi dengan
user interface yang terdapat pada aplikasi dalam android smartphone yang berguna untuk
mengontrol peralatan rumah secara manual dan memberikan data otomatisasi untuk disesuaikan dengan data yang didapat oleh sensor.
Dari pengujian yang telah dilakukan, sistem ini dapat dikontrol dengan dua mode dengan
mudah dan sensor dapat membaca parameter-parameter yang dibutuhkan untuk otomasi dengan cukup akurat yaitu ralat sensor suhu sebesar ±0,68%, ralat sensor kelembaban tanah sebesar ±1,07%, dan ralat senor intensitas cahaya sebesar ±0,52. Aplikasi pada android smartphone juga dapat berjalan pada operating system android hingga jellybean.
ii
ABSTRACT
Rapid technological developments encourage people to create a system that can help humans controlling home appliances remotely and automatically, while today there are many control systems houses in Indonesia by using an ordinary switch to operate it. Therefore, in designing a smart home system (Smart Home) Android-based smart phones contributes in it. This system can control home appliances in two modes, namely manual and automatic. Therefore, this system requires a control system that can control and detect the parameters required in automation.
In this paper will be used a sensor to detect the parameters required in automation. The sensor is a soil moisture sensor, room temperature sensor, a light intensity sensor, and a real time clock (RTC). These sensors will be connected to the main controller Arduino Mega 2560, equipped with a user interface that is contained in the application in android smart phone that is useful for controlling home appliances manually and provide automation data to conform with the data obtained by the sensor.
From the testing that has been done, the system can be controlled by two modes easily and sensors can read the parameters required for automation with enough accuracy that the temperature sensor error of ± 0.68%, soil moisture sensor error of ± 1.07% and errata sensor light intensity of ± 0.52. Application on android smart phone also runs on the Android operating system to jellybean.
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah Bapa yang Maha Mulia, karena melalui Anak-Nya Yesus Kristus, penulis dapat menyelesaikan perancangan dan penulisan skripsi ini dengan baik sebagai syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana.
Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini baik itu secara langsung, maupun secara tidak langsung.
1. Tuhan Yesus Kristus, atas berkat, rahmat, serta kasih setia-Nya dalam membimbing
dan membantu penulis menyelesaikan skripsi ini.
2. Papa dan mama yang selalu membantu baik secara materi maupun dukungan berupa
doa, kasih sayang dan kesabaran. Dukungan papa dan mama selalu membuatku bersemangat dalam mengerjakan skripsi ini.
3. Pembimbing I, bapak Deddy Susilo, dan pembimbing II, bapak Gunawan Dewantoro,
trimakasih atas bimbingan, saran, nasihat, kesabaran, serta waktu yang telah bapak sempatkan untuk membimbing dalam menyelesaikan skripsi ini.
4. S Bahana Agryo Ratmanier (mas Ryo), om, tante, pakde, bude dan semua keluarga
atas doa dan dukungan yang membuatku semakin terpacu dalam menyelesaikan studi.
5. Bondhan Atieka Wijayanti (dudud), terimakasih atas doa, dukungan dan kasih sayang
yang telah diberikan.
6. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK, Mbak Rista, Mbak Dita, Mbak
Vera, Pak Bambang.
7. Teman-teman FTEK 2010, terkhusus Daniel “Pepep”, Simon “Gondrong”, Adit
“Tolgung”, Sekar “Unyil”, Kana, Roma “Armob”, Danny “Ganteng”, Adit “Jambrong”, Ruth, Grace, Januar Nur “Arduino”, Yudha “King”, Adi “Bandot”, Ais, Supriyadi “Supret”. Kowe Joss!!
iv
9. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini namun tidak dapat
disebutkan satu per satu, terima kasih banyak.
Sekali lagi terima kasih banyak atas semua bantuan yang telah diberikan semua pihak dalam membantu penulis menyelesaikan skripsi ini, semoga Tuhan dapat membalas semua kebaikan anda semua.
Penulis sadar bahwa, tidak ada yang sempurna dalam kehidupan ini termasuk penulisan skripsi ini. Oleh karena ini, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca sehingga skripsi ini dapat berguna bagi setiap orang yang membacanya. Semoga skripsi ini dapat menjadi berkat bagi setiap pembaca, terima kasih. Tuhan Memberkati.
Salatiga, Desember 2015
v
2.6. Wifi Serial Transceiver Module ESP8266 ... 10
2.7. Mikrokontroler ... 11
2.7.1. AVR (Alf and Vegard’s Risc) ... 11
2.7.2. Arduino ... 12
2.7.3. ADC(Analog to Digital Converter) ... 14
2.7.3. I2C(Inter Integrated Circuit) ……... 15
2.7.3. UART………... 16
vi
2.8.1. ADC(Analog to Digital Converter) ... 18
BAB III PERANCANGAN ALAT ... 19
3.1. Perancangan Sistem Perangkat Keras ... 19
3.1.1. Sistem Kontrol………... 19
3.1.2. Konstruksi Prototype Rumah Pintar ... 20
3.1.3. Perangkat Keras Elektronik ………... 21
3.2. Perancangan Sistem Perangkat Lunak ... 27
3.2.1. Perancangan Aplikasi pada Android Smartphone... 27
3.2.2. Perancangan Perangkat Lunak Mikrokontroler... 33
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ... 35
4.1. Pengujian Sensor Suhu ... 35
4.2. Pengujian Sensor Kelembaban Tanah ... 36
4.3. Pengujian Sensor Cahaya ... 39
4.4. Pengujian Sinkronisasi Smartphone dengan Mikrokontroler ... 42
4.5. Pengujian Aplikasi pada OS Amdroid Gingerbread sampai Jellybean….. ... 42
4.6. Pengujian Mode Manual ... 43
4.7. Pengujian Mode Otomatis……….... 44
4.7.1. Pengujian Penyiraman Taman Otomatis ... 44
4.7.2. Pengujian Penyalaan Lampu Otomatis... 46
vii
Gambar 2.8. Wifi Serial Transceiver Module ESP8266 ... 10
Gambar 2.9. Macam-macam Board Arduino ... 12
Gambar 2.10. Deskripsi pin ATMEGA 2560 ... 13
Gambar 2.11. Board Arduino Mega 2560 ... 14
Gambar 2.12. Sinyal Start dan Stop. ... 15
Gambar 2.13. Sinyal ACK (Acknowledge) dan NACK (Not Acknowledge). ... 16
Gambar 2.14. Pengiriman data pada I2C. ... 16
Gambar 2.15. Format paket data UART ... 17
Gambar 3.1. Blok diagram sistem... ... 19
Gambar 3.2. Desain Prototype Rumah Pintar ... 20
Gambar 3.3. Schematic ESP8266 ... 23
Gambar 3.4. Schematic ATmega2560 ... 24
Gambar 3.5. Schematic Driver Pompa Air 12VDC ... 25
Gambar 3.6. Schematic LED ... 26
Gambar 3.7. Schematic Real Time Clock(RTC)DS1307 ... 26
Gambar 3.8. SchematicSensor LDR ... 27
Gambar 3.9. Flow Chart Aplikasi Android Smartphone ... 28
Gambar 3.10. Layer 1 (login) ... 30
Gambar 3.11. Layer 2 (register) ... 31
Gambar 3.12. Layer 3 (manual) ... 31
Gambar 3.13. Layer 4 (otomatis) ... 32
Gambar 3.14. Flow Chart Perangkat Lunak Mikrokontroler ... 33
viii
Gambar 4.2. Pengukuran tanah dan air ... 37
Gambar 4.3. Grafik dan persamaan garis lurus pengukuran kelembaban tanah 38
Gambar 4.4. Kalibrasi sensor cahaya ... 39 Gambar 4.5. Grafik ADC terhadap Lux Meter ... 40
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Keterangan Prototype Rumah Pintar ... 21
Tabel 4.1. Perbandingan Pengukuran Suhu Sensor LM35 terhadap suhu ruangan……… ... 36
Tabel 4.2. Pengukuran dan Kalibrasi Sensor Kelembaban Tanah ... 37
Tabel 4.3. Pengujian Sensor Kelembaban ... 39
Tabel 4.4. Hasil Pengukuran ADC terhadap Lux Meter ... 40
Tabel 4.5. Perbandingan Sensor LDR dengan Lux Meter ... 41
Tabel 4.6. Ralat Sensor LDR ... 41
Tabel 4.7. Keberhasilan Pemasangan Aplikasi ... 42
Tabel 4.8. Hasil Pengujian Mode Manual ... 42
Tabel 4.9. Pengujian Keberhasilan Penyiraman Berdasarkan Kelembaban Tanah ... 45
x
DAFTAR ISTILAH
SDK Software Development Kit
API Application Programming Interface
PLN Perusahaan Listrik Negara
LDR Light Dependent Resistor
DC Direct Current
RTC Real Time Clock
Wifi Wireless Fidelity
ADC Analog to Digital Converter
PCB Printed Circuit Board
TCP Transmission Control Protocol
IP Internet Protocol
RAM Random Access Memory
xi
PWM Pulse Width Modulation
IDE Integrated Development Environment
UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter
USB Universal Serial Bus
LSB Least Significant Bit
OS Operating System
CMOS Complementary metal–oxide–semiconductor
SDA Serial Data
SCL Serial Clock
