PROTOTYPE SMART CLASSROOM BERBASIS MIKROKONTROLER MENGGUNAKAN RASPBERRY PI DAN ARDUINO.

(1)

PROTOTYPE SMART CLASSROOM BERBASIS MIKROKONTROLER

MENGGUNAKAN RASPBERRY PI DAN ARDUINO

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat mencapai Gelar Ahli Madya

Program Studi Diploma III Teknik Informatika

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret

Diajukan oleh:

DICKY SYAIFUL HUDA

NIM. M3111050

PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

(2)

(3)

(4)

iv

ABSTRACT

DICKY SYAIFUL HUDA. M3111050. MICROCONTROLER BASED

SMART CLASSROOM PROTOTYPE USING RASPBERRY PI AN D ARDUINO. Diploma III of Informa tics Engineer ing, Fa culty of Metema tics a nd Sciences, Sebelas Maret University, June 2014.

Along with the development of technology, control systems on electrical equipment ca n be executed from over long dista nce by using a web-based electrical control systems.Overusing the classroom fa cility ca n cost the wa ste of resource. Sma rt Classroom is a system tha t offers remote control facilities using the Arduino microcontroller cla ssroom and ra spberry pi a s a web server.

Smart Cla ssroom system can help a dministra tor to ma nage the use of cla ssroom fa cilities. Administrators ca n ma na ge cla ssroom fa cilities through web interfa ce on smart cla ssroom with Loca l Area Network(LAN) a ccess. Integra tion between the cla ssroom schedules a nd cla ssroom fa cility control a pplied as a Smart Cla ssroom system automa tion.

The feature of a sma rt cla ssroom system a re monitoring cla ssroom facilities via a web interface, cla ssroom fa cility control automa tion integra ted with lecture schedule a nd cla ssroom mana gement schedule.

(5)

ABSTRAK

DICKY SYAIFUL HUDA. M3111050. PROTOTYPE SMART CLASSROOM

BERBASIS MIKROKONTROLER MENGGUNAKAN RASPBERRY PI DAN ARDUINO. Diploma III Teknik Informatika, Fakultas Metematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam, Univertas Sebelas Maret, Juni 2014.

Seiring perkembangan teknologi, sistem kontrol pada peralatan listrik dapat dilakukan melalui jarak jauh dengan menggunakan sistem kontrol listrik berbasis web. Penggunaan fasilitas ruang perkuliahan yang tidak sesuai dengan kebutuhan menyebabkan pemborosan sumber daya. Sma rt Cla ssroom merupakan sistem yang menawarkan kendali jarak jauh fasilitas runag perkuliahan menggunakan arduino mikrokontroler dan mini pc raspberry pi sebagai web server.

Sistem Smart Cla ssroom dapat mempermudah administrator dalam mengelola penggunaan fasilitas ruang kelas. Administrator dapat mengelola fasilitas ruang perkuliahan melalui antermuka website pada sistem sma rt cla ssroom dengan akses LAN(Loca l Area Network). Integrasi antara jadwal penggunaan ruang perkuliahan dengan kontrol fasilitas ruang perkuliahan diterapkan sebagai automsasi sistem Smart Cla ssroom.

Fitur sistem sma rt cla ssroom menggunakan arduino mikrokontroler dengan web server raspberry pi meliputi monitoring fasilitas ruang perkuliahan melalui antarmuka web, automasi kontrol fasilitas ruang perkuliahan yang terintegrasi dengan jadwal perkuliahan dan manajemen jadwal ruang kelas.

(6)

vi

MOTTO

Manusia tidak merancang untuk gagal, mereka gagal untuk merancang.

( William J. Siegel )

Sesuatu yang belum dikerjakan, seringkali tampak mustahil; kita baru yakin kalau

kita telah berhasil melakukannya dengan baik.(Evelyn Underhill)

(7)

(8)

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan

rahmat dan barokahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir

Prototype Smart Classroom Berbasis Mikrokontroler

Menggunakan Raspberry Pi d

untuk memenuhi salah satu syarat dalam memperoleh gelar Amd. pada Program

Studi Diploma III Teknik Informatika Universitas Sebelas Maret.

Dalam melakukan penelitian dan penyusunan laporan Tugas Akhir ini

penulis telah mendapatkan banyak dukungan dan bantuan dari berbagai pihak.

Penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada:

1. Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc(hons).,Ph.D. selaku Pimpinan

Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret yang memberikan izin kepada

penulis untuk belajar.

2. Drs. Y.S Palgunadi, M.Sc selaku Ketua Program Studi Diploma III Teknik

Informatika Universitas Sebelas Maret yang memberikan izin kepada

penulis untuk belajar.

3. Rudi Hartono, S.Si selaku dosen pembimbing yang telah dengan penuh

kesabaran dan ketulusan memberikan ilmu dan bimbingan terbaik kepada

penulis.

4. Para Dosen Program Studi Diploma III Teknik Informatika Universitas

Sebelas Maret yang telah memberikan bekal ilmu kepada penulis.

5. Para Karyawan/wati Program Studi Diploma III Teknik Informatika

Universitas Sebelas Maret yang telah membantu penulis dalam proses

belajar.

6. Kedua orangtua penulis yang sangat banyak memberikan bantuan moril,

material, arahan, dan selalu mendoakan keberhasilan dan keselamatan

(9)

7. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebut satu persatu yang telah

membantu dalam penyelesaian penulisan skripsi ini.

Akhir kata, semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat dan memberikan

wawasan tambahan bagi para pembaca dan khususnya bagi penulis sendiri.

Surakarta, 25 Mei 2014

(10)

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

ABSTRACT ... iv

ABSTRAK ... v

MOTTO ... vi

HALAMAN PERSEMBAHAN... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR GAMBAR ... xiii

DAFTAR TABEL... xv

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 2

1.3 Batasan Masalah Penelitian ... 2

1.4 Tujuan Penelitian ... 3

1.5 Manfaat Penelitian ... 3

1.6 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II LANDASAN TEORI ... 5

2.1 Rasberry PI... 5

2.2 Arduino UNO... 6

2.3 Relay ... 8

2.4 Arduino IDE... 9

2.5 Web Server ... 10

2.6 Apache2 ... 11

2.7 PHP ... 12

(11)

2.9 MySql ... 13

2.10 PIR (Pa ssive Infra Red) Sensor ... 14

2.11 Da ta Flow Dia gra m (DFD) ... 15

2.12 Entity Rela tionship Dia gram (ERD) ... 17

2.13 Basis Data ... 20

2.14 Pengujian Bla ck Box ... 21

2.15 Flowchart ... 21

BAB III ANALISA KEBUTUHAN DAN PERANCANGAN SISTEM ... 24

3.1. Deskripsi Data dan Kebutuhan Sistem ... 24

3.2 Jalannya Penelitian... 25

3.3 Perancangan Sistem ... 27

3.3.1 Arsitektur Sistem ... 27

3.3.1. Desain Da ta base dan Interfa ce ... 28

3.3.1.1 ERD (Entitiy Rela tionship Dia gra m) ... 28

3.3.1.2 Konteks Diagram ... 29

3.3.1.3 Da ta Flow Dia gra m (DFD) Level 0 ... 30

3.3.1.4 Da ta Flow Dia gra m (DFD) Level 1 Proses 1... 31

3.3.1.5 Da ta Flow Dia gra m (DFD) Level 1 Proses 2 ... 31

3.3.1.6 Da ta Flow Dia gra m (DFD) Level 1 Proses 3... 32

3.3.1.7 Relasi Antar Tabel ... 34

3.3.1.8 Struktur Data ... 35

3.3.1.9 Desain Perancangan Interfa ce ... 37

3.3.2 Ha rdwa re dan Prototype ... 39

3.3.2.1 Arduino UNO Mikrokontroler ... 40

3.3.2.2 Sensor PIR ... 45

3.3.2.3 Relay ... 45

3.3.2.4 Maket... 45

3.3.3 Raspberry Pi Web Server ... 45

(12)

xii

BAB IV IMPLEMENTASI DAN ANALISA ... 48

4.1 Implementasi Sistem ... 48

4.1.1 Interfa ce Kontrol Smart Classroom ... 48

4.1.2 Interfa ce Jadwal Smart Classroom... 51

4.1.3 Interfa ce Edit Jadwal Smart Classroom ... 51

4.1.3 Hardware dan Prototype ... 52

4.1.4 Raspberry Pi ... 56

4.1.4.1 Instalasi Sistem Operasi Debian Whezzy ... 57

4.1.4.2 Instalasi dan konfigurasi Paket Server ... 57

4.2 Analisa dan Pengujian... 57

4.2.1 Desain Interfa ce dan Database ... 58

4.2.1.1 Pengujian Black Box Interfa ce Kontrol ... 58

4.2.1.2 Interfa ce Jadwal ... 59

4.2.1.3 Interfa ce Edit Jadwal ... 59

4.2.2 Ha rdwa re dan Prototype ... 60

4.2.3 Raspberry Pi ... 63

4.3 Pengujian Sistem Smart Cla ssroom ... 65

BAB V PENUTUP ... 69

5.1 Kesimpulan ... 69

5.2 Saran ... 70

DAFTAR PUSTAKA ... 71

LAMPIRAN ... 1

A. Instalasi Sistem Operasi Raspberry Pi ... 1

(13)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Core components Raspberry pi boa rd ... 5

Gambar 2.2. Core components arduino uno boa rd ... 6

Gambar 2.3. Diagram Mecha nical Relay ... 8

Gambar 2.4. Tampilan framework arduino IDE... 10

Gambar 2.5. Cron Syntax ... 13

Gambar 2.6. Block diagram sensor PIR ... 14

Gambar 2.7. Jangkauan sensor PIR ... 15

Gambar 2.8. Arah dan jarak sensor pir ... 15

Gambar 2.9. Entitas Satu ke Satu ... 19

Gambar 2.10. Entitas Satu ke Banyak ... 19

Gambar 2.11. Entitas banyak ke satu... 20

Gambar 2.12. Gambar 2.4 Entitas banyak ke banyak... 20

Gambar 2.13. Simbol flowchart system ... 22

Gambar 3.1. Jalannya Penelitian ... 25

Gambar 3.2. Blok Sistem Smart Cla ssroom... 28

Gambar 3.3. ERD Smart Cla ssroom ... 29

Gambar 3.4. Konteks diagram ... 29

Gambar 3.5. DFD Level 0 ... 30

Gambar 3.6. DFD Level 1 Proses 1... 31

Gambar 3.9. Relasi tabel ... 34

Gambar 3.10. Interfa ce Utama ... 37

Gambar 3.11. Interfa ce jadwal ruang ... 38

Gambar 3.12. Tabel Edit Jadwal... 38

Gambar 3.13. Block diagram hardwa re dan prototype ... 39

Gambar 3.14. Skema Arduino-relay ... 40

(14)

xiv

Gambar 3.16. Flowchart automasi awal ... 42

Gambar 3.17. Flowchart automasi akhir... 43

Gambar 3.18. Flowchart akses pin arduino ... 44

Gambar 4.1. Interfa ce kontrol Smart Cla ssroom ... 48

Gambar 4.2. Interfa ce jadwal Smart Cla ssroom ... 51

Gambar 4.3. Interfa ce edit jadwal ... 52

Gambar 4.4. Ha rdwa re dan prototype... 53

Gambar 4.7. Komponen relay ... 54

Gambar 4.8. Rangkaian arduino ... 55

Gambar 4.9. Board raspberry pi ... 56

Gambar 4.10. Rangkaian arduino dengan raspberry pi ... 57

Gambar 4.11. Pengujian Apache ... 63

(15)

Tabel 2.1. Deskripsi Arduino Uno ... 7

Tabel 2.2. - ... 16

Tabel 2.3. - ... 17

Tabel 3.1. Tabel Jadwal... 35

Tabel 3.2. Tabel Matakuliah ... 35

Tabel 3.3. Tabel Jam ... 36

Tabel 3.4. Tabel Dosen ... 36

Tabel 3.5. Tabel hari ... 37

Tabel 3.6. Pengujian interfa ce sistem Smart Cla ssroom ... 46

Tabel 3.7. Pengujian Mikrokontroler ... 47