PERANCANGAN PROTOTYPE SMART HOME SYSTEM BERBASIS
MIKROKONTROLER ARDUINO MENGGUNAKAN BLUETOOTH
Andri Susanto
Magister Teknik Elektro
Jurusan Manajemen Telekomunikasi
Universitas Mercubuana, Kampus Menteng: Jl. Menteng Raya No.29 - Jakarta Pusat
Pada tesis ini dibahas rancangan Smart Home System dengan biaya rendah dan remote kontrol nirkabel. Sistem ini dirancang untuk membantu dan memberikan kenyamanan, fleksibilitas dalam mengontrol pencahayaan lampu dan motor serta memonitor perubahan temperatur pada suhu ruang baik dalam keadaan normal ataupun tidak normal menggunakan Android Smartphone. Sistem ini dirancang untuk membuat remote kontrol dan sistem keamanan menggunakan Android versi 4.2 Jelly Bean (API level 17). Rancangan didasarkan pada sistem mandiri yang tertanam pada Rangkaian Android Jdk dan Sdk (Java Development Kit). Peralatan rumah yang terhubung mikrokontroller arduino uno dan komunikasi didirikan pada perangkat bluetooth Hc-06 dan bluetooth pada Android smartphone. Rancangan yang ada memberikan kontrol keamanan lebih pada switch dengan metode pengaktif tegangan rendah melalui aplikasi android dengan menggunakan mikrokontroler arduino uno sebagai pengatur input dan output data, dengan menggunanakan sensor suhu Lm35 untuk memberikan laporan perubaan suhu secara berkala per detik serta mengunakan 4 buah relay untuk mengontrol pencahayaan dengan menyalakan 2 lampu dan 2 buah motor sebagai indikator on/off.
Kata kunci- Android versi 4.2.2 Jelly Bean (API level 17), bluetooth Hc-06, arduino uno, lampu, motor, sensor suhu Lm35.
1. Pendahuluan
Perkembangan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi telah menghasilkan teknologi nirkabel telah menjadi sesuatu yang popular saat ini di seluruh dunia. Teknologi ini telah digunakan pada sebagian besar bidang kehidupan sebagai bentuk perkembangan dan kemajuan peradaban manusia, yang salah satunya untuk mendukung sistem keamanan dan kenyamanan di dalam rumah. Di negara maju prinsip Smart home atau rumah pintar telah diadopsi sejak puluhan tahun yang lalu, smart home dalam penerapanya memiliki fungsi sebagai remote kontrol, baik sistem pencahayaan, monitoring dan juga otomatisai.
Pada sistem Smart home, biasanya setiap alat elektronik terhubung dengan controller atau actuator. Itulah yang menggantikan fungsi saklar
tradisional. Saklar pintar ini diinstal serupa dengan saklar tradisional namun telah dilengkapi dengan sensor inframerah, Smart home merupakan suatu sistem yang memungkinkan kontrol secara otomatis terhadap segala peranti elektronik di rumah. 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 kontrol.
nirkabel dengan rate yang rendah yang diipakai dalam smart home diantaranya :
• Bluetooth • Zwave • Zigbee
Bluetooth adalah protokol nirkabel dengan daya rendah yang diperkenalkan oleh Bluetooth Special Industrial Group (SIG), bluetooth menyediakan solusi murah dalam komunikasi nirkabel antara prangkat portable atau genggam pada data rate maksimum 3 Mbps dengan jarak jangkauan 10 meter, beroperasi di 2,4 Ghz ISM band.
Z-wave adalah protokol nirkabael untuk smart home yang menggunakan remote kontrol untuk aplikasinya dengan memeakai radio frekuensi dan daya rendah yang terpasang di dalam perangkat
elektronik. Z-wave hanya menggunakan jaringan radio yang dimiliki Sigma Designs dari Milpitas CA, sebuah perusahaan publik (NASDAQ SIGM). Z-Wave menggunakan ITU-T G.9959 rPHY/MAC dengan stack protokol. Standar internasional dikelola oleh Z-Wave Alliance, Z-Wave menggunakan daya rendah sub 1 GHz RF dan bekerja dalam topologi mesh.
Zigbee adalah protokol nirkabel level tinggi yang menggunakan digital radio dengan rendah konsumsi energi berdasarkan IEEE 802 1.5.4 untuk personal area network, beroperasi pada 2.4 GHz dan data rate maksimum 250 Kb/s dengan jarak jangkauan 10 sampai 1000 meter. Namun perangkat Zigbee memiliki harga yang mahal dalam aplikasinya yang digunakan dalam smart home.
Android memiliki paket perangkat lunak yang lengkap yang terdiri dari sistem operasi, lapisan middleware, dan aplikasi inti. Berbeda dengan platform lain yang sudah ada seperti iOS (iPhone OS), android memiliki Software Development Kit (SDK), yang menyediakan alat-alat penting dan Aplikasi Antar muka pemrograman (API) bagi pengembang untuk membangun aplikasi baru untuk Android platform Java. Dan juga platform Android memiliki dukungan untuk jaringan stack Bluetooth, yang memungkinkan Perangkat Bluetooth untuk berkomunikasi secara nirkabel dengan satu sama lain dalam jarak pendek.
Smartphone biasanya mendukung satu atau lebih komunikasi jarak dekat untuk teknologi nirkabel
seperti Bluetooth dan inframerah, sehingga memungkinkan untuk mentransfer data melalui koneksi nirkabel. Smartphone dapat memberikan mobilitas komputer, akses data di mana-mana, dan dapat digunakan sebagai intelijensi untuk hampir setiap aspek dari proses bisnis dan kehidupan sehari-hari. Maka dalam hal ini menunjukkan keuntungan mengintegrasikan syistem smart home dengan smartphone, ini telah mengubah penggunaan kabel beralih menggunakan perangkat digital dan ditranmisikan melalui perangkat nirkabel baik di rumah ataupun di kantor. Sebuah host perangkat Bluetooth mampu berkomunikasi dengan sampai tujuh modul bluetooth pada saat yang sama melalui satu link.
2. Kajian Pustaka
2.1 Pengertian Smart Home Bluetooth-Android
Smart Home atau yang lebih kita kenal dengan istilah rumah pintar merupakan sebuah sistem untuk memudahkan kontrol didalam rumah atau dalam hal ini berkaitan dengan pekerjaan
Menurut (Sriskanthan, Tan, & Karande, 2002) penerapan teknologi Bluetooth dalam rumah otomatisasi dan lingkungan jaringan, mengusulkan jaringan, yang berisi remote, mobile host controller dan beberapa modul klien (home appliances). Modul klien berkomunikasi dengan host controller melalui perangkat Bluetooth. Menurut (Yan & Shi, 2013) Smart Living secara bertahap mengubah kehidupan masyarakat, Teknologi Bluetooth, yang bertujuan untuk bertukar data secara nirakabel dalam jarak pendek menggunakan transmisi radio gelombang pendek, menyediakan teknologi yang diperlukan untuk membuat kenyamanan, kecerdasan dan pengendalian yang mengontrol pencahayaan menggunakan berbasis Bluetooth Android Smartphone diusulkan dan prototyped. Menurut (Javale, 2013) desain otomatisasi rumah dan sistem keamanan menggunakan Android ADK. Desain didasarkan pada mandiri tertanam sistem rangkaian Android ADK (Aksesori Development Kit). Peralatan rumah yang terhubung ke ADK dan komunikasi didirikan antara ADK dan perangkat mobile Android. Peralatan rumah yang terhubung ke port input / output dari sistem rangkaian tertanam dan akan diteruskan ke ADK, dan implementasinya sistem otomasi yang dapat memantau dan mengontrol peralatan rumah melalui ponsel android. Menurut (Yi Jin, 2014) Menerangkan smartphone sebagai remote control universal. Universal Controller (UNIC) framework yang dikembangkan menggunakan Ponsel Android sebagai pengendali utama, hardware Arduino sebagai adaptor untuk berinteraksi dengan target kontrol, dan Bluetooth sebagai komunikasi nirkabel. Hal ini ditunjukkan dengan kelayakan dan keuntungan dari kontroler berbasis smartphone dibandingkan dengan tradisional Pendekatan remote control. Menurut (Piyare & Tazil, 2011) desain dan implementasi biaya rendah tetapi sistem otomasi berbasis rumah ponsel namun fleksibel dan
kombinasi dari smartphone android sebagai master, modul Bluetooth sebagai agen perintah, Arduino mikrokontroler sebagai pusat pengendali atau pengolahan data, dan solenoid sebagai output kunci pintu.
2.2 Bluetooth atau IEEE 802.15.1
2.2.1 Arsitektur Protokol Bluetooth
Bluetooth, juga dikenal sebagai 802.15.1 standar IEEE adalah didasarkan pada sistem radio nirkabel dirancang untuk jarak pendek dan perangkat murah untuk menggantikan kabel untuk peripheral komputer, seperti mouse, keyboard, joystick, dan printer. Kisaran Aplikasi ini dikenal sebagai jaringan area pribadi nirkabel (WPAN). Dua topologi konektivitas didefinisikan dalam Bluetooth:
piconet dan scatternet. Sebuah piconet adalah WPAN dibentuk oleh perangkat Bluetooth yang berfungsi sebagai master dalam piconet dan satu atau lebih perangkat Bluetooth yang melayani sebagai slave.
Dua piconet dapat dihubungkan untuk membentuk scatternet a. Sebuah Bluetooth perangkat dapat berpartisipasi dalam beberapa piconet pada saat yang sama, sehingga memungkinkan untuk kemungkinan bahwa informasi dapat mengalir di luar wilayah cakupan piconet tunggal. Perangkat dalam scatternet bisa menjadi slave di beberapa piconet, tetapi master dalam hanya salah satu dari mereka. Bisa dilihat dari gambar 2.1 sebagai berikut :
Gambar 2.1 Piconet dan scatternet a pada bloetooth ( Yan & Shi, 2013).
2.2.2 Komunikasi Protokol
Sebuah ponsel Android mengirimkan perintah ke perangkat Bluetooth melalui modul Bluetooth HC-06 yang tertanam pada mikrokontroler. Ponsel ini digunakan sebagai host kontroler yang menetapkan komunikasi dengan modul Bluetooth melalui HC-06. Komunikasi antara master dan slave perangkat Bluetooth meliputi proses perangkat power-up dan pertukaran data sedangkan protokol didirikan pada software stack Bluetooth. Model lapisan protokol adalah ditentukan oleh Bluetooth Special Interest Group ( SIG ) untuk mendukung komunikasi umum antara perangkat Bluetooth yang berbeda.
Gambar 2.2 komunikasi Protokol Bluetooth ( Yan & Shi, 2013).
Pada gambar 2.2 Arsitektur protokol Bluetooth yang digunakan dalam aplikasi mengadopsi Logical Link Control Protocol dan Adaptasi (L2CAP), Session Description Protocol (SDP) dan Radio Frekuensi komunikasi (RFCOMM). Selain protokol ini, protokol tingkat atas Serial Port Profile (SPP) digunakan untuk berkomunikasi dengan lapisan aplikasi.
Proses power- up perangkat Bluetooth mengadopsi SDP protokol untuk meminta area modul Bluetooth sedangkan protokol L2CAP menyediakan data layanan pertukaran dengan aplikasi Bluetooth, SSP digunakan pada tingkat atas untuk berkomunikasi dengan lapisan aplikasi.
2.3 Sistem Operasi Android
oleh vendor terkemuka dibidang PDA berlayar sentuh yaitu HTC diikuti oleh vendor lokal IMO yang barangkali ingin mencoba sedikit peruntungannya. Mengandalkan berbagai fitur milik Google yang kabarnya menjadi ancaman bagi perusahaan lainnya sekelas Microsoft dan Yahoo. Android berusaha mencuri perhatian melalui Maps, Search hingga browsernya yang diklaim jauh lebih ringkas dan cepat. Sayangnya keterbatasan budget kantong pribadi menjadi salah satu kendala untuk menjajal sistem operasi ini.
Di bawah ini adalah perkembangan sistem operasi android:
a. Versi rilis prakomersial (2007–2008)
o Android alpha o Android beta
b. Sejarah versi Android menurut level API
o Android 1.0 (API level 1) o Android 1.1 (API level 2) o Android 1.5 Cupcake (API level
3)
o Android 1.6 Donut (API level 4) o Android 2.0 Eclair (API level 5) o Android 2.0.1 Eclair (API level
6)
o Android 2.1 Eclair (API level 7) o Android 2.2–2.2.3 Froyo (API
level 8)
o Android 2.3–2.3.2 Gingerbread (API level 9)
o Android 2.3.3–2.3.7 Gingerbread (API level 10)
o Android 3.0 Honeycomb (API level 11)
o Android 3.1 Honeycomb (API level 12)
o Android 3.2 Honeycomb (API level 13)
o Android 4.0–4.0.2 Ice Cream Sandwich (API level 14) o Android 4.0.3–4.0.4 Ice Cream
Sandwich (API level 15) o Android 4.1 Jelly Bean (API
level 16)
o Android 4.2 Jelly Bean (API level 17)
o Android 4.3 Jelly Bean (API level 18)
o Android 4.4 KitKat (API level 19)
o Android 5.0 Lolipop (API level 20)
2.4 Arduino Uno
Arduino adalah platform perangkat keras open source yang dikembangkan oleh para ahli dan institusi riset di Ivrea Italia. Menurut (Bender P,Kussmann K,2012) lingkup pengembangan dari Arduino menggunakan bahasa pemrograman C dan java. (Lorschieter,Aguirre T,Paim, 2011) ini dapat digunakan untuk mengembangkan produk interaktif dan membaca banyak sinyal dari kedua switchings dan sensor, mengontrol lampu, motor dan bentuk lain dari perangkat fisik.
Arduino berarti satu dalam bahasa Italia, dipakai untuk menandai referensi Arduino. Untuk lebih jelas bisa dilihat dari gambar 2.3 sebagai berikut :
Gambar 2.3 Mikrokontroller Arduino Uno (Mowad, Fathy, & Hafez, 2014). Keterangan :
• mikrokontroler ATmega328 • Operasi Voltage 5V
• Tegangan masukan (dianjurkan) 7-12V • Tegangan masukan (batas) 6-20V • Digital I / O Pins 14 (dimana 6
memberikan output PWM) • Analog Pins Masukan 6 • DC Current per I / O Pin 40 mA • DC saat ini untuk 3.3V Pin 50 mA • Flash Memory 32 KB (ATmega328) yang
• Panjang 68,6 mm • Lebar 53,4 mm • Berat 25 g
• Skema & Referensi Desain
2.5 Sensor Suhu LM35
Sensor suhu Lm35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu Lm35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. Lm35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, Lm35 juga
mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan. Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa Lm35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti Lm35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC.
3. METODA DAN PERANCANGAN
3.1 Perancangan Blok Diagram
Pada rencana perancangan blok diagram ini sebelum melakukan perancangan, ada beberapa sistem yang perlu dilengkapi diantranya sistem perangkat keras dan sistem perangkat lunak, untuk lebih jelasnya bisa dilihat pada gambar 3.1 berikut ini :
Gambar 3.1. Blok Diagram Perancangan Secara Keseluruhan.
Pada gambar 3.1 untk perancangan perangkat keras lankah pertama kali yang dilakuakan adalah pemilihan smartphone yang akan digunakan, lankah selanjutnya baru menentukan dan merakit mikrokontroller serta komponen pendukung
peangkat keras lainya seperti lampu, motor dan sensor suhu lm35. Untuk perangkat lunak langkah pertama kali yang dilakuakan adalah menginstall driver mikrokontroller, driver bluetooth hc-06 dan driver sensor suhu Lm35, langkah kedua mengunduh listing program bahasa C, dan langkah ketiga baru membuat emulator android dengan memakai aplikasi Java Jdk17, Android Sdk dan Basic4 Android.
3.2 Perancangan Perangkat Keras
Pada perancangan perangkat keras, setiap komponen di mempunyai tugas dan perananya masing-masing yang saling terintegrasi satu sama lainya yang mempuanyai tugas dan fungsi berbeda. Dalam sistem smart home memiliki sistem perangkat keras sebagai berikut :
Dari gambar 3.2 dijelaskan cara kerja sistem memiliki 2 input dan output, input pertama adalah pada aplikasi android mengirimkan input digital melalui bluetooth ke bluetooth hc-06 dan di eksekusi didalam mikrokontroler arduino uno menjadi output analog untuk menyala atau mematikan 2 lampu dan 2 motor. Sedangkan input yang kedua adalah pada sensor suhu lm35 mengirimkan input analog melalui mikrokontroller arduino uno dan dieksekusi menjadi output digital melalui bluetooth HC-06 ke bluetooth pada android smrtphone.
3.3 Perancangan Perangkat Lunak
Pada perancangan sistem sofware, setiap aplikasi mempunyai tugas dan perananya masing-masing yang saling terintegrasi satu sama lainya yang mempuanyai tugas dan fungsi berbeda. Dalam perancangan ini sistem perangkat lunak ini memiliki diagram alir sebagai berikut :
Gambar 3.3. Diagram alir Input/Output lampu dan motor.
Pada gambar 3.3 sebuah input perintah akan dikirimkan oleh device smartphone apabila tombol perintah ditekan, maka
input akan dikirimkam melalui bluetooth ke bluetooth hc-06 dan diterima oleh mikrokontroller arduino, data diolah dieksekusi dengan memberikan berupa output sesuai dengan perintah input data, untuk rinciannya sebagai berikut :
• Apabila ouput untuk lampu 1 on maka lampu 1 nyala dan apabila off maka lampu1 padam.
• Apabila ouput untuk lampu 2 on maka lampu 2 nyala dan apabila off maka lampu 2 padam. • Apabila ouput untuk motor 1 on maka motor 1
nyala dan apabila off maka motor 1 padam.
• Apabila ouput untuk motor 2 on maka motor 2 nyala dan apabila off maka motor 2 padam.
Gambar 3.4. Diagram alir Input/Output Sensor Suhu Lm35.
4. PEMBAHASAN DAN HASIL
ANALISA
4.2 Hasil Perancangan Sistem
Dari hasil perancangan seluruh sistem yang terdiri perangkat keras dan perangkat lunak maka akan menghasilkan sistem smart home yang saling terintegrasi antara satu komponen dengan komponen lainya, sebagai berikut pada gambar 4.1.
Gambar 4.1. System Prototype keseluruhan.
4.3 Hasil Pengujian dan Pengukuran
4.3.2 Hasil Pengujian
a. Pengujian Lampu dan Motor
Dalam aplikasi emulator android, memiliki sekitar 11 tombol pada menu utamanya, diantaranya 2 tombol on/off lampu, 2 tombol indikator on/off lampu, 2 tombol on/off motor, 2 tombol indikator on/off motor dan 3 tombol laporan update suhu. Pada gambar 4.2 apabila tombol on lampu 1 ditekan maka lampu 1 akan menyala disertai dengan indikator on pada layar akan berwarna hijau, apabila tombol off maka indikator off akan berwarna merah. Pada gambar 4.3 apabila tombol
on lampu 2 ditekan maka lampu 2 akan menyala disertai dengan indikator on pada layar akan berwarna hijau, apabila tombol off maka indikator off akan berwarna merah. Untuk lebih jelas bisa dilihat dari gambar sebagai berikut :
Gambar 4.2 Pengujian Lampu 1 dan Gambar 4.3 Pengujian Lampu 2.
Pada gambar 4.4 apabila tombol on motor 1 ditekan maka motor 1 akan menyala disertai dengan indikator on pada layar akan berwarna hijau, apabila tombol off maka indikator off akan berwarna merah. Pada gambar 4.5 apabila tombol on 2 ditekan maka motor 2 akan menyala disertai dengan indikator on pada layar akan berwarna hijau, apabila tombol off maka indikator off akan berwarna merah.
Gambar 4.4 Pengujian Motor 1 dan Gambar 4.5
Pengujian Motor 2.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Keterangan : 1.Mikrokontroller Arduino
2.Bluetoth Hc-06 3.Sensor suhu lm35
Tabel 4.1 Tabel Hasil pengujian dan koneksi pengujian pertama dengan ruangan penghalang dari jarak 1 sampai 8 meter koneksi bluetooh bisa bekerja dan lampu 1, lampu 2, motor 1, motror 2 serta sensor suhu masih bisa menyala. Akan tetapi pada jarak 9 – 10 meter koneksi bluetooh tidak
bisa bekerja dan lampu 1, lampu 2, motor 1, motror 2 serta sensor suhu padam.
Pada pengujian kedua dengan ruangan terbuka dari jarak 1 smapai 10 meter koneksi bluetooh bisa bekerja dan lampu 1, lampu 2, motor 1, motror 2 serta sensor suhu masih bisa menyala. Tetapi pada jarak 11 sampai 12 meter koneksi bluetooh tidak bisa bekerja dan lampu 1, lampu 2, motor 1, motror 2 serta sensor suhu padam.
a. Pengujian sensor Suhu Lm35.
menyimpan semua perubahan suhu yang akan disimpan pada database seperti pada gambar 4.7.
Gambar 4.6 pengujian temperatur dan Gambar 4.7 tabel pengujian temperatur pada smartphone.
Untuk mengetahui apakah sensor LM35 dapat mengirim sinyal digital input, maka dilakukan langkah-langkah sebagai berikut:
• Sensor LM35 terhubung padaArduino, maka output dihubungkan ke (+) positif sedangkan ground dihubungkan ke (-) negatif.
• Memberi catu daya 5 volt dengan cara pada ) negatif ditambah kabel untuk ke (-) negatif power supply sedangkan Vcc dihubungkan ke (+) positifpower supply. • Pembacaan data sensor berdasarkan
perancangan Android Emulator.
• Jarak terukur antara objek pengujian dengan sistem yang dirancang adalah 10 cm.
Pengujian sensor LM35 ini berdasarkan objek pengujian,menggunakan kipas pendingin pada laptop. Untuk pengujian dengan hawa kipas pendingin pada laptop tersebut menggunakan alat ukur suhu berupa sensor LM35 dan thermometer. Pembacaan sensor suhu LM35 dilakukan dengan menggunakan multimeter. Maka diperoleh data-data pada tabel 4.2 berikut :
Tabel 4.2 Pengujian Suhu Menggunakan Therometer dan Sensor Lm35.
No. Detik Suhu
termometer
C° pada
ruangan
dengan
pemanas
suhu dari
Lm 35 (V)
pada
ruangan
dengan
pemanas
1 1 43 0.424
2 2 43 0.423
3 3 43 0.422
4 4 42 0.421
5 5 42 0.420
6 6 42 0.419
7 7 41 0.418
8 8 41 0.417
9 9 41 0.416
10 10 40 0.415
11 11 40 0.414
12 12 40 0.413
13 13 39 0.412
14 14 39 0.411
15 15 39 0.410
Tabel 4.3 Perbandingan Suhu dengan Proses Penguatan IC lm356.
NO Pengu
kuran
Therm
omete
r
( C°)
Perhih
itunga
n
Sensor
Suhu
LM35
(V)
Pengu
atan
oleh
LM35
8
Hasil
Akhir
Perhit
ungan
Sensor
Suhu
(C°)
Sele
sih(
C°) Erro
r(%)
1 43 0.424 X 100 42.4 0.6 0.01
4
2 43 0.423 X 100 42.3 0.7 0.01
6
3 43 0.422 X 100 42.2 0.8 0.01
8
4 42 0.421 X 100 42.1 0.1 0.00
2
5 42 0.420 X 100 42.0 0 0
6 42 0.419 X 100 41.9 0.1 0.00
2
7 41 0.418 X 100 41.8 0.8 0.01
9
8 41 0.417 X 100 41.7 0.7 0.01
6
9 41 0.416 X 100 41.6 0.6 0.01
4
10 40 0.415 X 100 41.5 1.5 0.06
1
11 40 0.414 X 100 41.4 1.4 0.03
3
12 40 0.413 X 100 41.3 1.3 0.03
1
13 39 0.412 X 100 41.2 2.2 0.05
3
14 39 0.411 X 100 41.1 2.1 0.05
1
15 39 0.410 X 100 41.0 2 0.04
8
Σ 13.4 0.37
8
Σrata² 1.91 0.05
0
Objek yang digunakan untuk pengujian sistem ini adalah kipas pendingin laptop dengan sensor suhu LM35, didapatkan data pembacaan sensor suhu dalam satuan volt, yang kemudian dilakukan dengan pengujian kedua yaitu pengkondisian sinyal LM358 untuk memberikan penguatan atas suhu yang terbaca pada sensor LM35 sebelumnya agar dapat dilakukan perhitungan Error. Pada pengujian pengkondisi sinyal tersebut dapat dihitung total Error yakni sebesar 0.378%, dengan Eror rata-rata untuk 15 kali pengujian sebesar 0.050 %.
Pengujian sistem mendeteksi suhu dilakukan pada sebuah ruangan berukuran 4x4 meter. Jarak terukur antara sensor LM35 yang diletakkan pada sistem dengan objek pengukuran yakni kipas pendingin laptop yaitu 10 cm, dan dengan ukuran ruangan tersebut sistem mampu mendeteksi suhu dan mengambil data suhu dengan akurat.
4.3.3 Hasil Pengukuran
Pengukuran dilakukan dengan mengukur masing-masing input dan output pada mikrokontroller arduino uno dengan menggunakan volt meter. Pengukuran bisa dilihat pada tabel 4.8 sebagai berikut
Pada gambar 4.13 pengukuran tegangan dilakukan pada lampu 1 dengan mengukur output pin 11 pada mikrokontrler, pengukuran lampu 2 dengan mengukur output pin 10 pada mikrokontrler. Untuk pengukuran tegangan pada motor 1 dengan mengukur output pin 9 pada mikrokontrler, pengukuran motor 2 dengan mengukur output pin 8 pada mikrokontrler dan Untuk pengukuran tegangan pada sensor suhu Lm35 diukur pada pin pada mikrokontroler. Sedangkan untuk hnilai hasil dari pengukuran bisa dilihat pada tabel 4.4 sebagai berikut :
Tabel 4.4 Hasil pengukuran input dan output pada pin mkrokontroler.
No Pin
Ardu
ino
Fungsi Voltase
(V)
High Low
1 5 Input
sensor
Lm35
4,97 0
2 8 Output
motor 1
4,97 0
3 9 Output motor 2
4,97 0
4 10 Output lampu 1
4,97 0
5 11 Output lampu 2
4,97 0
Pada tabel 4.2 Pada pin 5 mikrokontroler mempunyai fungsi sebagai Input sensor Lm35, dengan tegangan maksimal sebesar 4,97 Volt. Pada pin 8 mikrokontroler mempunyai fungsi sebagai Output motor 1, dengan tegangan maksimal sebesar 4,97 Volt dan pada pin 9 mikrokontroler mempunyai fungsi sebagai Output motor 2, dengan tegangan maksimal sebesar 4,97 Volt. Sedangkan pada pin 10 mikrokontroler mempunyai fungsi sebagai Output lampu 1, dengan tegangan maksimal sebesar 4,97 Volt dan pada pin 11 mikrokontroler mempunyai fungsi sebagai
Outputlampu 2, dengan tegangan maksimal sebesar 4,97 Volt.
4.3.4 Analisa Paket Data
Dalam analisa paket data ini ada dua tool yang dipergunakan yaitu Quanta Bluetooth Bar dan Bluetooth grafic,dengan develover Emrecan Cetin italy /www.quanta.it.
Pada gambar 4.9 merupakan keadaan pada suhu ruangan sekitar 32°C dalam keadaan normal, sedangkan pada gambar 4.10 merupakan keadaan pada suhu ruangan sekitar 43°C dalam keadaan suhu ruangan ditambah dengan pemanas. Untk lebih jelasnya dapat dilihat dari gambar sebagai berikut :
Gambar 4.9 suhu ruangan normal. Gambar 4.10 Suhu ruangan dengan pemanas.
suhu dari 40-43°C per satuan bar merupakan perubahan perdetik.
Gambar 4.11 Paket data suhu normal.Gambar 4.12 Paket data suhu dengan pemanas.
Pada Analisa kedua, menganalisa pengiriman paket data dengan menggunakan tool Bluetooth grafic (bluetooth terminal bar) dengan memiliki kapsitas tampilan bar dari 10 sampai 300 bar, yang berfungsi bisa menampilkan paket pengiriman data dalam proses transfer data suhu ruangan bisa diupdate setiap detik dengan perangkat lunak tersebut. Dari gambar 4.13 juga terlihat jelas perubahan suhu ruangan normal dengan paket data
W30-W33 per bar sama dengan per detik , yang artinya perubahan suhu dari 30-33°C per satuan bar merupakan perubahan perdetik. Pada gamabar 4.14 terlihat jelas pula perubahan suhu ruangan dengan pemanas paket data W40-W43 per bar sama dengan per detik , yang artinya perubahan suhu dari 40-43°C per satuan bar merupakan perubahan perdetik .
Gambar 4.13 Paket data suhu normal.Gambar 4.14 Paket data suhu dengan pemanas.
Dengan demikian setelah Melakukan analisa paket data dengan dua perangkat lunak yang berbeda bisa ditarik kesimpulan bahwa, proses kinerja antar perangkat lunak yang berbeda akan tetapi memperoleh hasil yang hampir mendekati sama.
5. KESIMPULAN
Setelah mengintegrasikan semua sistem baik perangkat lunak (bahasa C, java JDK 17, android SDK 20.0.3 dan Basic4 Android) atau pun sistem perangkat keras (Smartphone V-gen, Mikrokontroller Arduino Uno, Bluetooth HC-06, Sensor Suhu LM35, Quad Relay I/O, 2 Lampu dan 2 Motor) disusun menjadi satu kesatuan rangkaian sistem yang terintegrasi dengan tujuan untuk membuat Prototype smart home akhirya tercapai dan dapat dioperasikan.
Dari hasil pengujian dan pengukuran dapat disimpulkan alat sudah bekerja dengan baik, untuk lampu dan motor bisa bekerja dengan optimal pada jarak 1 samapai dengan 10 meter dengan kondisi
ruangan terbuka, sedangkan pada ruangan dengan penghalang hanya bisa bekerja pada jarak 1 sampai 8 meter. Serta pada sensor suhu Lm35 juga dapat bekerja dengan baik dengan memberikan laporan update data perubahan tempetatur, pada suhu ruangan normal berkisar 30º sampai 33º dan suhu dengan ruangan pemanas berkisar 40º sampai dengan 43º persatuan detik, dengan total error sekitar 0,378 %, dan tingakt rata-rata berkisar 0,050 % dalam 15 kali percobaan.
pada smartphone sehingga tidak perlu membutuhkan koneksi personal komputer. Serta koneksi sistem hanya dapat dipergunakan pada
jarak dekat kurang lebih sekitar 10 meter, ini dikarenakan teknologi yang dipakai menggungkan bluetooth.
DAFTAR PUSTAKA
Anwaarullah, S., & Altaf, S. V. (2013). Rtos based Home Automation System using Android,
2(1), 480–484.
Bender P，Kussmann K, (2012) Arduino based projects in the computer science capstone course. Journal of Computing Sciences in Colleges.5, 27 (2012):152-157.
Description, G. (2000). LM35 Precision Centigrade Temperature Sensors Precision Centigrade Temperature Sensors, (November), 1–13.
Javale, D. (2013). Home Automation and Security System Using Android ADK, 3(2), 382–
385.
Kamelia, L., R, A. N. S., Sanjaya, M., & Mulyana, E. (2014). Door-Automation System Using Bluetooth-Based Andrioid For Mobile Phone,9(10), 1759–1762.
Lin, H. (2013). Implementing Smart Homes with Open Source Solutions 2 . Backgrounds and Related Works, 7(4), 289–296.
Lorscheiter, Aguirre T, Paim. Using Ms-Visualstudio and Arduino to do temperature measurements. Periódico Tchê Química. 8, 16 (2011):60-66.
Mowad, M. A. E., Fathy, A., & Hafez, A. (2014). Smart Home Automated Control System Using Android Application and Microcontroller,5(5), 935–939.
Piyare, R., & Tazil, M. (2011). Bluetooth Based Home Automation System Using Cell Phone,1–4.
Ramlee et al., (2013) Bluetooth Remote Home Automation System Using Android Application, 149–153.
Sriskanthan, N., Tan, F., & Karande, A. (2002). Bluetooth based home automation system. Microprocessors and Microsystems, 26, 281–289. doi:10.1016/S0141-9331(02)00039-X.
Yan, M., & Shi, H. (2013). Smart Living Using Bluetooth-Based Android Smartphone.
International Journal of Wireless & Mobile Networks, 5(1), 65–72. doi:10.5121/ijwmn.2013.5105.
Yi Jin (2014). Investigation of a Smartphone-Based Universal Controller Framework For Embedded System a Thesis Presented to The Faculty of the Department of Electrical and Computer Engineering California State University , Los Angeles
