Perancangan dan Implementasi Sistem Pengendalian dan Monitoring Penggunaan Peralatan Elektronik Berbasis Internet of Thing (IoT)
Sarmayanta Sembiring1,*, Muhammad Ali Buchari2
1 Fakultas Ilmu Komputer, Jurusan Sistem Komputer, Universitas Sriwijaya, Indralaya, Indonesia
2 Fakultas Ilmu Komputer, Jurusan Teknik Informatika, Universitas Sriwijaya, Indralaya, Indonesia Email: 1,*[email protected], 2[email protected]
Email Penulis Korespondensi: [email protected]
Abstrak−Telah dirancang sistem pengendalian dan monitoring penggunaan peralatan elektronik berbasis IoT dengan sistem kendali otomatis dan manual menggunakan Arduino Uno, NodeMCU ESP8266, dua sensor PIR, tiga sensor arus ACS712, tiga modul Relay dan dua modul pemancar inframerah. Sistem kontrol otomatis akan mematikan peralatan elektronik secara otomatis ketika kedua sensor PIR tidak mendeteksi adanya gerakan dan sensor arus mendeteksi bahwa peralatan masih ON.
Urutan mematikan peralatan pada kendali otomatis ini adalah membuat peralatan dalam keadaan ON menjadi standby dengan mengirimkan data ON/OFF melalui modul infrared transmitter kemudian memutus arus ke peralatan menggunakan modul relay. Khusus untuk peralatan lampu, sistem langsung memutus arus menggunakan modul relay. Pada kendali manual, kendali ON/OFF peralatan elektronik dilakukan berdasarkan data yang dikirimkan oleh NodeMCU ESP8266 ke Arduino Uno yang pengaturannya dilakukan di aplikasi Blynk pada smartphone pengguna. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa pengendali secara otomatis telah dapat mematikan peralatan dengan urutan kondisi peralatan ON menjadi standby dan peralatan standby menjadi OFF, khusus untuk peralatan lampu dalam kondisi ON menjadi OFF. Sistem kendali man ual menggunakan aplikasi Blynk pada smartphone sudah dapat mengendalikan peralatan dengan menekan tombol pada aplikasi yang dipilih dan sistem monitoring keadaan peralatan dapat menampilkan informasi keadaan peralatan pada aplikasi Blynk sesuai dengan data yang dikirimkan oleh pengendali utama. Sistem pendeteksi keadaan peralatan dapat mendeteksi keadaan peralatan ON atau OFF dengan rata-rata error sebesar 4% dari 350 kali variasi keadaan pengujian pada peralatan yang terdiri dari TV, DVD player dan lampu 8W.
Kata Kunci: Ardunino Uno; NodeMCU ESP8266; sensor PIR; sensor arus ACS712; modul Relay
Abstract−A control and monitoring system for the use of IoT-based electronic equipment has been designed with automatic and manual control systems using Arduino Uno, NodeMCU ESP8266, two PIR sensors, three ACS712 current sensors, three Relay modules and two infrared transmitter modules. The automatic control system will turn off the electronic equipment automatically when the two PIR sensors do not detect any movement and the current sensor detects that the equipment is still ON. The sequence of turning off the equipment in this automatic control is to make the equipment in the ON state into standby by sending ON/OFF data through the infrared transmitter module and then cutting off the current to the equipment using the relay module. Especially for lighting equipment, the system directly cuts off the current using a relay module. In manual control, the ON/OFF control of electronic equipment is carried out based on data sent by the NodeMCU ESP8266 to the Arduino Uno whose settings are carried out in the Blynk application on the user's smartphone. The experimental results show that the controller has automatically been able to turn off the equipment in the order that the equipment conditions are ON to standby and standby equipment to be OFF, specifically for lighting equipment in ON conditions to OFF. The manual control system using the Blynk application on the smartphone can already control the equipment by pressing the button on the selected application and the equipment state monitoring system can display equipment state information on the Blynk application according to the data sent by the main controller. The equipment state detection system can detect the state of the equipment ON or OFF with an average error of 4% of 350 times the variation of the test state on equipment consisting of a TV, DVD player and 8W lamp.
Keywords: Ardunino Uno; NodeMCU ESP8266; Sensor PIR Sensors; ACS712 Current Sensors; Relay Modules
1. PENDAHULUAN
Seiring bertambahnya kebutuhan peralatan elektronik yang digunakan didalam suatu ruangan maka kebutuhan akan energi listrik dan biaya yang dikeluarkan akan semakin besar. Pemakaian energi listrik yang berlebihan sering dijumpai pada kehidupan, seperti lampu tidak dimatikan saat sudah pagi atau saat sedang tidur, dalam entitas pendidikan sering dijumpai pendingin ruangan dan LCD Proyektor yang dibiarkan tetap menyala saat kegiatan telah selesai [1]. Dibutuhkan penataan yang baik di dalam pelaksanaan perkuliahan di kelas agar sumber daya yang tersedia dapat digunakan secara efesien [2]. Lupa untuk mematikan peralatan elektronik dalam ruang saat tidak digunakan lagi merupakan salah satu permasalahan dalam hemat penggunaan energi listrik [3]. Kebutuhuan energi listrik yang sangat besar membuat berbagai kebijakan dari Pemerintah atau dari masyarakat untuk melakukan penghematan [4]. Beberapa peralatan telah dilengkapi dengan sistem remote, seperti Air Conditioner (AC), tapi masih ada permasalahan pengawasaan saat orang tidak ada di dalam ruangan [5]. Salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk menurunkan penggunaan energi listrik pada sisi konsumen adalah dengan menggunakan energi listrik secara efisien, seperti mematikan lampu saat sudah tidak digunakan lagi [6]. Penghematan penggunaan energi listrik untuk penerangan pada bangunan dapat dilakukan diantaranya dengan menggunakan lampu hemat energi [7]. Selain permasalahan penghematan energi listrik akibat penggunaan energi listrik yang tidak diperlukan, kemudahan, kenyamanan dan kepraktisan dalam pengendalian
dan monitoring peralatan elektronik di rumah sangat dibutuhkan seiring bertambah banyaknya peralatan elektronik dan tingginya aktifitas diluar rumah.
Terkait permasalahan energi listrik yang terpakai saat tidak digunakan lagi akibat pengguna lupa untuk mematikannya akan mengakibatkan bertambahnya biaya yang harus dikeluarkan untuk pemakaian energi listrik yang tidak dimanfaatkan. Banyak peneliti yang melakukan penelitian terkait efisiensi penggunaan energi listrik seperti peneliti [8] mengusulkan sebuah sistem home automation untuk mengontrol beberapa lampu, tirai jendela dan AC. Sistem yang dirancang menggunakan 2 buah mikrokontroler, yaitu Arduino Pro Mini dan Arduino Mega 2560 dan menggunakan sensor Light Dependent Resistor (LDR), DHT-11, Passive Infrared Sensor (PIR) dan Bluetooth HC-05 yang terhubung ke Arduino Pro Mini dan disebut sebagai smart sensor. Mode otomatis akan mengendalikan terang/redupnya lampu LED, buka/tutup tirai jendela, ON/OFF AC berdasarkan input dari smart sensor secara otomatis. Peneliti [3] mengusulkan sistem kendali menggunakan Arduino Uno sebagai kendali utama dengan inputan dari sensor PIR dan sensor Arus SCT-013-030 dengan output untuk mematikan lampu melalui relay dan mematikan AC serta Proyektor dengan mengirimkan sinyal ON/OFF dari transmitter Infrared yang dirancang menuju receiver AC atau Proyektor. Sistem yang ditawarkan secara otomatis akan mematikan peralatan saat tidak digunakan berdasarkan informasi sensor PIR saat tidak mendeteksi adanya pergerakan selama waktu tertentu.
Seiring mobilitas dan kesibukan masyarakat yang tinggi diluar rumah terkadang pengguna peralatan elektronik memiliki keraguan saat berada diluar rumah apakah peralatan elektronik dirumah masih dalam keadaan hidup atau sudah dimatikan [9], untuk mengatasi hal tersebut tentu saja dibutuhkan sistem monitoring dan pengendali jarak jauh yang tidak dibatasi oleh jarak. Internet of Things (IoT) mengacu pada jenis jaringan untuk menghubungkan apa pun dengan Internet berdasarkan protokol yang ditetapkan melalui peralatan penginderaan informasi untuk melakukan pertukaran informasi dan komunikasi untuk mencapai pengenalan, pemosisian, penelusuran, pemantauan, dan administrasi yang cerdas [10] merupakan salah satu media untuk mengatasi masalah pengendalian dan monitoring peralatan jarak jauh.
Adapun penelian terdahulu terkait pengendalian peralatan elektronik jarak jauh dengan memanfaatkan IoT seperti peneliti [11] mengusulkan sistem rumah pintar berbiaya rendah dan efisien dengan menggunakan hardware Arduino Mega 2560, Bluetooth Shield, Arduino WiFi Shield, Relay Switches, LCD 16 x 2, sensor DHT11, sensor PIR dan sensor gas MQ2. Sistem ini menawarkan fungsi switching untuk mengontrol pencahayaan, kipas/AC, dan peralatan rumah lainnya yang terhubung ke sistem relay. Fitur lain dari sistem ini adalah mendeteksi gangguan yang ditawarkan menggunakan sensor PIR, pemantauan lingkungan dengan menggunakan sensor suhu, kelembaban, gas dan asap. Semua ini dapat dikontrol dari aplikasi ponsel pintar Android atau aplikasi web yang dirancang menggunakan Google App-Inventor Integrated Development Environment (IDE) dan bahasa pemrograman Java. Peneliti [12] merancang sebuah prototipe rumah pintar dengan menggunakan IoT, sensor yang digunakan yaitu sensor PIR, sensor suhu, sensor ultrasonik dan sensor gas. Dengan sistem ini pengguna dapat mengontrol peralatan rumah tangga untuk menyalakan atau mematikannya kapan saja, situs web yang dirancang menampilkan pembacaan gas dan suhu serta memberikan notifikasi yang ditampilkan saat sensor PIR mendeteksi gerakan manusia di dalam ruangan dan sensor ultrasonik mendeteksi mobil di gerbang utama. Peneliti [4] merancang sistem menggunakan Wemos D1, Sensor arus ACS712, Relay dan aplikasi Blynk sebagai antarmuka pada smartphone. Pengendalian peralatan menggunakan 4 buah relay sebagai saklarnya dan pemantauan daya telah menggunakan antarmuka grafis dengan menggunakan widget pada aplikasi Blynk. Peneliti [13] merancang sistem kendali rumah pintar sebagai pengatur pencahayaan, AC dan pintu garasi yang dapat dikendalikan secara manual dan otomatis dari jarak jauh. Sistem dirancang dengan menggunakan perangkat ESP8266 dan Raspberry Pi dengan memanfaatkan protokol framework MQTT, REST dan Laravel, sistem diimplementasikan pada prototipe rumah 2 lantai dengan lantai 1 dikendalikan dengan ESP8266 dan pada lantai 2 menggunakan Raspberry Pi.
Berdasarkan uraian diatas, penulis tertarik untuk melakukan penelitian terkait pengendalian peralatan elektronik secara otomatis sebagai solusi dari pengguna lupa mematikan peralatan elektronik yang sudah tidak digunakan lagi dengan parameter pergerakan di dalam ruangan sebagai indikator peralatan masih digunakan menggunakan sensor PIR seperti peneliti [3],[8] dengan mempertimbangkan hasil penelitian [6] menunjukkan dengan pemasangan sensor gerak untuk penerangan, konsumsi penggunaan energi listrik bulanan diharapkan penurunan 30% - 40% dibandingkan tanpa menggunakan sensor. Selain dapat mematikan peralatan dengan saklar seperti lampu, sistem yang peneliti usulkan juga dapat mematikan peralatan yang telah dilengkapi dengan infrared remote control, dimana tombol ON/OFF berada pada satu tombol sehingga sistem harus dapat mengetahui peralatan dalam keadaan ON atau standby agar tidak salah mengirimkan data melalui infrared transmitter untuk membuat peralatan menjadi standby sebelum memutus arus listrik ke peralatan. Untuk mendeteksi peralatan dalam keadaan ON, OFF atau standby peneliti menggunakan sensor arus dengan pertimbangan hasil penelitian [3] Penggunaan sensor arus telah dapat mendeteksi keadaan ON/OFF peralatan elektronik. Agar dapat mengendalikan peralatan elektronik jarak jauh peneliti mengusulkan menggunakan IoT seperti peneliti [4],[11],[12],[13], disini peneliti mengusulkan penggunaan aplikasi Blynk pada smartphone Android seperti peneliti [4], dengan pertimbangan daftar hardware yang mendukung aplikasi Blynk sangat banyak dan akan terus bertambah dan aplikasi Blynk dapat membuat interface dengan baik dan berfungsi di iOS
dan Android [14]. Penelitian yang peneliti usulkan merupakan pengembangan dari penelitian sebelumnya [3]
dengan pengembangan pada sistem otomatis, selain sistem dapat membuat peralatan elektronik yang dilengkapi dengan infrared remote control dari kondisi ON menjadi standby saat sudah tidak digunakan lagi, sistem ini juga akan memutus arus ke peralatan (membuat kondisi OFF) setelah semua peralatan dalam kondisi standby, sedangkan pada kendali otomatis untuk lampu tetap dengan pengendalian ON/OFF seperti penelitian sebelumnya. Selain pengembangan pada sistem otomatis, penelitian ini juga menambahkan sistem kendali manual dan monitoring peralatan berbasis IoT menggunakan smartphone Android.
2. METODOLOGI PENELITIAN
Kerangka kerja kerja metode pelaksanaan penelitian Perancangan dan implementasi sistem pengendalian dan monitoring penggunaan peralatan elektronik berbasis Internet of Thing (IoT) ditunjukkan pada gambar 1.
Gambar 1. Kerangka kerja metode pelaksanaan penelitian
Dalam penelitian ini diawali dengan merancang sebuah kerangka kerja metode pelaksanaan penelitian, dimana kerangka kerja ini menunjukkan tahapan-tahapan pelaksanaan penelitian yang akan dilaksanakan secara garis besar.
2.1 Studi Literatur
Dalam tahap ini akan dipelajari dari berbagai sumber yang berkaitan dengan sistem otomatis untuk efisiensi penggunaan energi listrik dan pengendalian peralatan elektronik jarak jauh dengan memanfaatkan IoT. Melalui tahapan ini akan ditentukan perancangan perangkat keras dan perangkat lunak yang sesuai kebutuhan untuk perancangan dan implementasi sistem pengendalian dan monitoring penggunaan peralatan elektronik berbasis IoT.
2.2 Perancangan sistem
Tahapan dalam perancangan sistem ini meliputi perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak serta integrasi perangkat keras dan perangkat lunak. Gambar 2 menunjukkan blok diagram perancangan sistem secara keseluruhan.
Gambar 2. Blok diagram sistem
Dalam perancangan sistem ini, sistem dirancang dalam 2 keadaan pengendalian, yaitu secara otomatis dan manual. Pengendalian secara otomatis dimana sistem dapat mematikan peralatan elektronik saat sudah tidak digunakan lagi secara otomatis dengan indikator peralatan tidak digunakan lagi saat sensor PIR tidak mendeteksi
ada pergerakan di dalam ruang. Pengendalian secara manual sekaligus monitoring keadaan peralatan elektronik dalam ruang dirancang dengan berbasiskan IoT. Menurut [15] Secara umum, IoT mengacu pada interkoneksi jaringan dari objek sehari-hari yang sering kali dilengkapi dengan kecerdasan di mana-mana, menurut [16] IoT bertujuan untuk menyatukan segala sesuatu di dunia kita di bawah infrastruktur bersama, memberi kita tidak hanya kendali atas hal-hal di sekitar kita, tetapi juga memberi kita informasi tentang keadaan sesuatu dan menurut [17] IoT sebenarnya adalah cyber-physical sistem atau jaringan dari jaringan. Dengan jumlah yang sangat besar seuatu/benda dan sensor/aktuator yang terhubung ke Internet, aliran data yang sangat besar dan dalam beberapa kasus real-time akan secara otomatis dihasilkan oleh benda-benda dan sensor yang terhubung.
Dalam penelitian ini aplikasi berbasis IoT dirancang menggunakan aplikasi Blynk pada smartphone Android.
2.3 Perancangan perangkat keras
Dalam perancangan perangkat keras, pengendali utama berada pada mikrokontroler Arduino Uno R3 sedangkan monitoring dan informasi pengendalian secara manual dilakukan pada NodeMCU ESP8266. Informasi keadaan peralatan (TV, DVD player dan lampu) yang terdeteksi sensor arus ACS712 dikirim secara serial dari Arduino Uno R3 ke NodeMCU ESP8266. Informasi penggunaan mode pengendalian secara otomatis atau manual dilakukan pada NodeMCU ESP8266 dan dikirim ke Arduino Uno R3 untuk selanjutnya akan diproses. Gambar 3 menunjukkan secara lengkap rangkaian secara keseluruhan.
Gambar 3. Rangkaian secara keseluruhan
Agar sistem dapat mendeteksi keadaan peralatan elektronik dalam keadaan ON/OFF maka dalam penelitian ini digunakan sensor arus ACS712-5A yang terdiri dari rangkaian linear Hall sensor yang presisi, offset rendah, dengan jalur konduksi tembaga yang terletak di dekat permukaan cetakan. Arus yang mengalir melalui jalur konduksi tembaga ini menghasilkan medan magnet yang dirasakan oleh integrated Hall dan diubah menjadi tegangan proporsional. Akurasi perangkat dioptimalkan melalui kedekatan sinyal magnetik ke transduser Hall. Tegangan proporsional yang tepat disediakan oleh offset rendah, IC BiCMOS Hall dengan chopper-stabil, yang diprogram untuk akurasi setelah pengemasan [18]. Board sensor arus ini berbasiskan chip Allegro ACS712ELCTR-05A bi-directional hall-effect yang mendeteksi arus yang mengalir positif dan negatif dalam kisaran -5 A hingga 5 A, Board ini beroperasi pada tegangan 5V DC dan aliran arus melalui sensor diubah menjadi tegangan output mulai dari 1/2Vcc (atau 2.5V) saat tidak ada arus mengalir dan bergerak naik 185mV per Ampere untuk arus positif atau turun -185mV per Ampere untuk arus negative [19].
2.4 Perancangan Perangkat Lunak
Dalam perancangan perangkat lunak, pemrograman pada Arduino Uno R3 dan NodeMCU ESP8266 menggunakan Arduino IDE dan aplikasi IoT dirancang menggunakan Aplikasi Blynk. Pendekatan pemrograman
yang paling umum adalah dengan menggunakan Arduino IDE, yang menggunakan bahasa pemrograman C. Ini akan memberi akses ke Library Arduino yang sangat besar yang terus berkembang berkat open-source community [20]. Flowchart keseluruhan sistem pengendalian dan monitoring penggunaan peralatan elektronik berbasis IoT ditunjukkan pada gambar 4.
Gambar 4. Flowchart secara keseluruhan
Untuk memulai penggunaan sistem ini dalam pengendalian secara otomatis, maka terlebih dahulu kita menekan button untuk mengaktifkan relay agar menghubungkan arus listrik keperalatan yang ingin digunakan.
Pin no 2 pada Arduino Uno merupakan input dari persamaan Y = (P1 + P2) . (B1 + B2), dengan P1 adalah output sensor PIR 1, P2 merupakan output sensor PIR 2, B1 adalah penekanan Button 1 (pin 9) dan B2 adalah penekanan Button 2 (pin 10). Informasi hasil deteksi sesor arus selanjutnya diolah untuk digunakan pada sistem pengendalian dan monitoring. Pin 7 digunakan untuk relay 1, pin 8 digunakan untuk relay 2, pin A0,A1 dan A2 digunakan untuk input sensor arus yang mendeteksi arus pada peralatan TV, DVD player dan lampu. Pada sistem pengendalian otomatis, sistem yang dirancang harus dapat mengetahui kedaan peralatan dalam keadaan ON atau standby pada peralatan yang menggunakan remote control agar sistem tidak salah saat mengirimkan data melalui infrared transmitter sebelum memutus aliran listrik melalui relay. Untuk pengendalian secara manual dilakukan dengan cara pengaturan keadaan peralatan dengan menggunakan aplikasi Blynk pada smartphone Android. Dalam perancangan aplikasi kendali manual dan monitoring berbasis IoT menggunakan aplikasi Blynk digunakan 10 buah Wedget yang terdiri dari Button sebanyak 3 buah, Styled Button sebanyak 2 buah, LED sebanyak 4 buah dan sebuah Labeled Value.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil perancangan perangkat keras sistem pengendalian dan monitoring penggunaan peralatan elektronik berbasis IoT dikemas dalam kotak berukuran berukuran 18 cm x 11 cm x 6 cm. Tampak dari atas dan dalam ditunjukkan pada gambar 6.
Gambar 6. Hasil perancangan perangkat keras
Keterangan dari hasil perancangan pada Gambar 6 adalah (1) Saklar untuk menghubungkan/memutus arus listrik; (2) button1 untuk menghubungkan/memutus arus ke stop kontak 18 dan 19; (3) button 2 untuk menghubungkan/memutus arus ke stop kontak 19; (4) LED sebagai indikator arus listrik terhubung ke stop kontak 18 dan 19; (5) LED sebagai indikator arus listrik terhubung ke stop kontak 17; (6) LED Sebagai Indikator sensor PIR mendeteksi pergerakan; (7) Input infrared transmitter untuk peralatan yang menggunakan remote control pada stop kontak 19; (8) Input infrared transmitter untuk peralatan yang menggunakan remote control pada stop kontak 18; (9) Input sensor PIR 1; (10) Input sensor PIR 2; (11) Input tegangan DC; (12) 2 buah relay untuk menghubungkan/memutus arus pada stop kontak (17,18 dan 19) berdasarkan input dari button 1 dan button 2, relay 1 untuk mengendalikan stop kontak 18 dan 19 dan relay 2 untuk mengendalikan stop kontak 17.
(13) Arduino Uno R3; (14) 3 buah sensor arus ACS712 5A; (15) relay pengatur pengaktifan infrared transmitter;
(16) NodeMCU ESP8266; (17) Stop kantak lampu; (18) Stop kontak DVD Player; (19) stop kontak TV.
3.1 Pengujian pendeteksi keadaan peralatan
Objek pengujian untuk peralatan dengan infrared remote control adalah sebuah TV dan DVD player serta untuk peralatan dengan kendali ON/OFF dalam penelitian ini menggunkan sebuah lampu. Dalam penelitian ini pendeteksian hanya untuk mengetahui keadaan peralatn ON atau OFF (tidak sampai mengitung arus yang mengalir), maka hanya nilai pembacaan ADC pada port analog yang diamati. Peralatan utama pada port A0 adalah TV, DVD Player pada port A1 dan lampu pada port A2, selengkapnya hasil pengujian ditunjukkan pada Tabel 1. Data diambil dengan pembacaan nilai terbesar yang terbaca pada port analog selama 50 mS dan diambil nilai rata-rata setelah percobaan sebanyak 30 kali, dengan total lama waktu pendeteksian keadaan peralatan setiap sensor selama 1500 mS. Kedaan untuk peralatan yang menggunakan infrared remote control kondisi OFF adalah keadaan peralatan standby.
Tabel 1. Hasil pendeteksian sensor arus Peralatan
Terukur
Peralatan Lainnya
A0 A1 A2
Min Mak Rata-rata Min Mak Rata-rata Min Mak Rata-rata
OFF OFF 579 583 580,3 576 578 576,6 568 570 568,6
OFF ON 584 587 585 582 584 582,9 574 579 575,6
ON OFF 597 598 597,8 579 584 580,9 577 579 577,4
Dari hasil pendeteksian keadaan peralatan yang ditunjukkan pada Tabel 2 menunjukkan pembacaan data ADC sensor arus yang terhubung peralatan ON lebih besar dari pada saat OFF dengan selisih rata-rata sebesar 17,5 l untuk TV, 4,3 untuk DVD palyer dan 8,8 untuk lampu. Pendeteksian perubahan data ADC sensor dari keadaan OFF ke ON yang terkecil pada peralatan DVD player. Berdasarkan hasil pengujian yang ditunjukkan pada Tabel 1 maka dalam penelitian ini untuk menentukan apakah peralatan dalam keadaan ON/OFF digunakan kondisi sebagai berikut:
1. Nilai A0 ≥ 590 then TV ON
2. (Nilai A1 ≥ 579 AND Peralatan lain OFF) OR (Nilai A1 ≥ 585 AND Peralatan lain ON) Then DVD Player ON
3. (Nilai A2 ≥ 572 AND Peralatan lain OFF) OR (Nilai A2 ≥ 580 AND Peralatan lain ON) Then Lampu ON Dengan menggunakan kondisi untuk menentukan keadaan peralatan ON/OFF yang telah ditentukan, maka dilakukan pengujian pendeteksian peralatan sebanyak 35 kali untuk setiap keadaan peralatan dengan total pengujian sebanyak 350 kali, yang secara lengkap ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil pengujian pendeteksian keadaan peralatan No TV DVD Player Lampu Data seharusnya Jumlah data terdeteksi
benar
Data lain terdeteksi
Error (%)
1 OFF OFF OFF 0 35 - 0
No TV DVD Player Lampu Data seharusnya Jumlah data terdeteksi benar
Data lain terdeteksi
Error (%)
2 OFF OFF ON 2 35 - 0
3 Standby Standby OFF 1 35 - 0
4 Standby Standby ON 3 35 - 0
5 Standby ON OFF 21 28 1 20
6 Standby ON ON 23 32 3 8,57
7 ON Standby OFF 11 35 - 0
8 ON Standby ON 13 33 33 5,71
9 ON ON OFF 31 35 - 0
10 ON ON ON 33 33 13 5,71
Data seharusnya (R_Total) pada Tabel 2 merupakan data yang dikirim dari Arduino Uno ke NodeMCU ESP8266 yang selanjutnya menjadi informasi yang di tampilkan pada smartphone Android menggunakan aplikasi Blynk. R_Total = R0 + R1 + R2 +R3 dengan R0 = 10 saat sensor mendeteksi TV ON dan R0 = 0 saat sensor mendeteksi TV OFF atau standby, R1 = 20 saat sensor mendeteksi DVD ON dan R1 = 0 saat sensor mendeteksi DVD player OFF atau standby, R2 = 2 saat sensor mendeteksi lampu ON dan R2 = 0 saat sensor mendeteksi lampu OFF, R3 = 1 saat relay yang dikendalikan pin 8 berlogika LOW yang menyebabkan arus mengalir ke TV dan DVD player dan membuat keadaan TV dan DVD player menjadi keadaan standby, sedangkan R3 = 0 saat relay yang dikendalikan pin 8 berlogika HIGH yang mengakibatkan terputusnya arus ke TV dan DVD player.
Dari Tabel 2 terlihat error pendeteksian keadaan peralatan terjadi saat pendeteksian keadaan peralatan DVD player yang di kombinasikan dengan peralatan lain dengan error terbesar mencapai 20%. Data 21 merupakan keadaan Pin 8 berlogika LOW, DVD Palyer ON, TV Standby dan lampu OFF, data hasil pengujian menunjukkan ada 7 keadaan terdeteksi data 1 yang menunjukkan DVD player terdeteksi standby yang keadaan sebenarnya adalah ON. Data 23 merupakan keadaan Pin 8 berlogika LOW, DVD Palyer ON, TV Standby dan lampu ON, data hasil pengujian menunjukkan ada 3 keadaan terdeteksi data 3 yang menunjukkan DVD player terdeteksi standby yang keadaan sebenarnya adalah ON. Data 13 merupakan keadaan Pin 8 berlogika LOW, DVD palyer OFF, TV ON dan lampu ON, data hasil pengujian menunjukkan ada 2 keadaan terdeteksi data 33 yang menunjukkan DVD palyer terdeteksi ON yang keadaan sebenarnya adalah standby. Data 33 merupakan keadaan Pin 8 berlogika LOW, DVD player ON, TV ON dan lampu ON, data hasil pengujian menunjukkan terdapat 2 keadaan terdeteksi data 13 yang menunjukkan DVD player terdeteksi standby keadaan sebenarnya adalah ON. Berdasarkan hasil pengujian pendeteksian keseluruhan sebanyak 350 kali percobaan percobaan keadaan bervariasi terdapat kesalahan pendeteksian DVD player yang seharusnya ON tetapi terdeteksi standby sebanyak 12 kali atau 3,43% dan kesalahan pendeteksian DVD player yang seharusnya standby tetapi terdeteksi ON sebanyak 2 kali atau 0,57% dengan total error pendeteksian sebesar 4%.
3.2 Pengujian sistem pemutus arus ke peralatan
Pada mode otomatis, sistem ini dirancang untuk dapat memutus aliran arus listrik ke peralatan (TV, DVD Player dan lampu) saat kedua sensor PIR tidak mendeteksi adanya pergerakan sebagai indikator pengguna lupa mematikan peralatan elektronik di dalam ruang yang di tinggalkan dengan peralatan elektronik masih dalam keadaan hidup. Pengujian dilakukan dengan menghubungkan peralatan elektronik TV, DVD player dan lampu pada stop kontak No. 17,18 dan 19, Gambar 7 menunjukkan pengujian sistem pemutus arus ke peralatan elektronik dan hasil pengujian pemutus arus ke peralatan elektronik ditunjukkan pada Tabel 3.
Hasil pegujian yang ditunjukkan pada Tabel 3 menunjukkan bahawa sistem pemutus arus ke peralatan elektronik pada mode otomatis telah berjalan dengan baik, dengan perioritas uturan merubah keadaan ON menjadi standby pada peralatan yang dilengkapi dengan infrared remote control lalu membuat keadaan peralatan tersebut OFF dengan memutus aliran arus listrik ke stop kontak melalui relay yang dikendalikan Arduino Uno pada pin no 8, tahap akhir adalah memutus aliran arus listrik ke peralatan lampu dengan memutus aliran arus listrik ke stop kontak lampu melalui relay yang dikendalikan Arduino Uno pada pin no 7.
Gambar 7. Pengujian pemutus arus ke peralatan elektronik
Tabel 3. Pengujian pemutus arus ke peralatan elektronik
No Keadaan awal Keadaan berikutnya
Relay 3 TV DVD player Lampu Relay 3 TV DVD player Lampu
1 OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF OFF
2 ON Standby Standby OFF OFF OFF OFF OFF
3 ON Standby Standby ON OFF OFF OFF ON
4 ON Standby ON OFF ON Standby Standby OFF
5 ON Standby ON ON ON Standby Standby ON
6 ON ON Standby OFF ON Standby Standby OFF
7 ON ON Standby ON ON Standby Standby ON
8 ON ON ON OFF ON Standby ON OFF
9 ON ON ON ON ON Standby ON ON
3.3 Pengujian Sistem Monitoring dan Kendali Manual dengan Aplikasi Blynk
Untuk memasitikan sistem monitoring keadaan peralatan dan pengendalian jarak jauh berbasiskan IoT yang dirancang menggunakan aplikasi Blynk pada smartphone Android telah berjalan dengan baik, maka dilakukan pengujian dengan melihat informasi yang ditampilkan pada aplikasi Blynk dan data yang dikirimkan dari Arduino Uno ke NodeMCU ESP8266 telah sesuai dengan keaadan real. Gambar 8 menunjukkan pengujian sistem monitoring keadaan peralatan pada mode otomatis dan Tabel 4 menunjukkan hasil pengujian monitoring peralatan elektronik saat mode otomatis menggunakan aplikasi Blynk.
Gambar 8. Monitoring peralatan pada mode otomatis
Berdasarkan data hasil monitoring pada tabel 4 menunjukkan sistem monitoring keadaan peralatan sudah dapat menampilkan informasi keadaan peralatan dengan kondisi ON/OFF pada wedget LED sesuai dengan data yang dikirimkan pengendali utama. Pengujian pengendalian peralatan elektronik secara manual dengan menggunakan aplikasi Blynk ditunjukkan pada gambar 9.
Tabel 4. Hasil pengujian monitoring peralatan elektronik No
LED indikator pada Gambar 9
Keadaan Real
Pearalatan elektronik Data
Keadaan wedget LED Pada Aplikasi Blynk
No. 4 No. 5 TV DVD Palyer Lampu R L TV DVD
1 OFF OFF OFF OFF OFF 0 OFF OFF OFF OFF
2 ON OFF Standby Standby OFF 1 ON OFF OFF OFF
3 OFF ON OFF OFF ON 2 OFF ON OFF OFF
4 ON ON Standby Standby ON 3 ON ON OFF OFF
5 ON OFF ON Standby OFF 11 ON OFF ON OFF
6 ON ON ON Standby ON 13 ON ON ON OFF
7 ON OFF Standby ON OFF 21 ON OFF OFF ON
8 ON ON Standby ON ON 23 ON ON OFF ON
9 ON OFF ON ON OFF 31 ON OFF ON ON
10 ON ON ON ON ON 33 ON ON ON ON
Gambar 9. Kendali jarak jauh dan monitoring peralatan pada mode manual
Hasil pengujian Gambar 9 saat mode Button pengendalian pada kondisi manual menunjukkan saat Button Realay 2 ON maka arus pada stop kontak 18 dan 19 akan mengalir ke peralatan TV dan DVD player sehingga peralatan akan berada pada kondisi standby sedangkan jika Button Relay 1 pada kondisi OFF maka arus ke peralatan TV dan DVD player akan terputus yang menyebabkan kondisi TV dan DVD player dalam keadaan OFF. Untuk Button Relay 2 dalam kondisi ON maka peralatan lampu pada stop kontak 17 akan ON dan sebaliknya kondisi lampu akan OFF saat Button Relay 2 OFF. Penekanan Styled Button Remote TV dan Remote DVD akan merubah keadaan peralatan tersebut dari standby ke ON atau sebaliknya jika Button Relay 1 dalam kondisi ON. Hasil monitoring pada pengendalian manual ini menunjukkan hasil yang sama sesuai dengan data yang dikirimkan pengendali utama seperti tabel 5.
4. KESIMPULAN
Sistem pengendalian dan monitoring penggunaan peralatan elektronik berbasis IoT yang dirancang dan diimplementasikan dalam penelitian ini telah berjalan dengan baik sesuai dengan perancangan sistem. Saat sistem otomatis yang dipilih dan tidak ada pergerakan yang terdeteksi oleh kedua sensor PIR, maka sistem akan mematikan peralatan secara otomatis dengan perioritas merubah keadaan ON peralatan elektronik yang dilengkapi infrared remote control menjadi standby sebelum arus yang terhubung ke peralatan benar-benar diputus, tahap selanjutnya adalah membuat keadaan lampu OFF jika lampu sebelumnya dalam keadaan ON. Saat sistem manual dipilih sistem mengendalikan peralatan jarak jauh sesuai dengan keadaan Button yang dipilih pada aplikasi Blynk. Sistem yang dirancang juga telah dapat memonitoring keadaan peralatan jarak jauh dengan menggunakan aplikasi Blynk pada smartphone Android dengan hasil monitoring sesuai dengan data yang dikirimkan pengendali utama. Sistem pendeteksi keadaan peralatan dalam keadaan ON/OFF dalam penelitian ini menggunakan sensor arus ACS712 dan hasil pengujian menunjukkan sistem telah dapat mendeteksi keadaan peralatan dengan peralatan yang diuji berupa TV, DVD player dan Lampu dengan total pengujian sebanyak 350 kali dengan berbagai kondisi dengan error rata-rata sebesar 4% dengan 3,43% DVD player terdeteksi standby yang seharusnya ON dan 0,57% DVD player terdeteksi ON yang seharusnya standby.
UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada UPPM Fakultas Ilmu Komputer yang telah mendanai penelitian ini dalam Hibah Penelitian Sateks Dana Fakultas pada Fakultas Ilmu Komputer Universitas Sriwijaya Nomor:
1715.b/UN9.1.9/LT/2020
REFERENCES
[1] A. A. G. S. Utama, N. M. Janani, S. Silfiana, T. N. A. Wulandari, and B. Budiningtyas, “Automation Of Electrical Energy Savings System: Hemat Listrik, Hemat Biaya,” Ekuitas J. Pendidik. Ekon., vol. 6, no. 2, pp. 79–87, 2018.
[2] R. Gunawan, N. Lestari, R. S. Perdana, and R. Rodiah, “Utilization on Internet Of Things for Classroom Management System,” in 2019 IEEE 13th International Conference on Telecommunication Systems, Services, and Applications (TSSA), 2019, pp. 63–66.
[3] S. Sembiring and R. Zulfahmi, “Perancangan Sistem Efisiensi Penggunaan Energi Listrik Menggunakan Sensor Gerak
dan Sensor Arus,” J. MEDIA Inform. BUDIDARMA, vol. 4, no. 3, pp. 626–634, 2020.
[4] M. Hayaty and A. R. Mutmainah, “Sistem kendali dan pemantauan penggunaan listrik berbasis IoT menggunakan Wemos dan aplikasi Blynk,” J. Teknol. dan Sist. Komput., vol. 7, no. 4, pp. 161–165, 2019.
[5] S. Suresh, H. N. S. Anusha, T. Rajath, P. Soundarya, and S. V. P. Vudatha, “Automatic lighting and control system for classroom,” in 2016 International Conference on ICT in Business Industry & Government (ICTBIG), 2016, pp. 1–6.
[6] I. Riyanto, L. Margatama, H. Hakim, Martini, and D. Hindarto, “Motion Sensor Application on Building Lighting Installation for Energy Saving and Carbon Reduction Joint Crediting Mechanism,” Appl. Syst. Innov., vol. 1, no. 3, pp.
1–7, 2018, doi: 10.3390/asi1030023.
[7] H. Candra, E. Setyaningsih, and J. T. Beng, “Analisis efisiensi konsumsi daya listrik dan biaya operasional lampu TL- LED terhadap lampu TL-T8,” J. Muara Sains, Teknol. Kedokt. dan Ilmu Kesehat., vol. 2, no. 1, pp. 186–193, 2018.
[8] Y. A. Kurniawan, P. Santoso, and H. Khoswanto, “Perancangan dan Implementasi Sistem Home Automation pada Ruang Rapat Laboratorium Elektronika Universitas Kristen Petra,” J. Tek. Elektro, vol. 9, no. 1, pp. 1–7, 2016.
[9] M. Muslihudin, W. Renvillia, T. Taufiq, A. Andoyo, and F. Susanto, “Implementasi Aplikasi Rumah Pintar Berbasis Android Dengan Arduino Microcontroller,” J. Keteknikan dan Sains, vol. 1, no. 1, pp. 23–31, 2018.
[10] K. K. Patel and S. M. Patel, “Internet of things-IOT: definition, characteristics, architecture, enabling technologies, application & future challenges,” Int. J. Eng. Sci. Comput., vol. 6, no. 5, 2016.
[11] N. David, A. Chima, A. Ugochukwu, and E. Obinna, “Design of a home automation system using arduino,” Int. J. Sci.
Eng. Res., vol. 6, no. 6, pp. 795–801, 2015.
[12] T. S. Gunawan et al., “Prototype design of smart home system using internet of things,” Indones. J. Electr. Eng.
Comput. Sci., vol. 7, no. 1, pp. 107–115, 2017.
[13] A. Mayub, M. Shidiq, U. Y. Oktiawati, and N. R. Rosyid, “Implementation smart home using Internet of Things (IoT).,” Telkomnika, vol. 17, no. 6, 2019.
[14] Blynk, “How Blynk Works,” https://docs.blynk.cc. https://docs.blynk.cc/#intro-how-blynk-works (accessed Aug. 18, 2020).
[15] F. Xia, L. T. Yang, L. Wang, and A. Vinel, “Internet of things,” Int. J. Commun. Syst., vol. 25, no. 9, p. 1101, 2012.
[16] S. Madakam, V. Lake, V. Lake, and V. Lake, “Internet of Things (IoT): A literature review,” J. Comput. Commun., vol.
3, no. 05, p. 164, 2015.
[17] C. Wang, M. Daneshmand, M. Dohler, X. Mao, R. Q. Hu, and H. Wang, “Guest Editorial-Special issue on internet of things (IoT): Architecture, protocols and services,” IEEE Sens. J., vol. 13, no. 10, pp. 3505–3510, 2013.
[18] F. Integrated, H. E. Linear, and C. Sensor, “ACS712,” Allegro MicroSystems, Inc., 2016.
https://www.allegromicro.com/~/media/files/datasheets/acs712-datasheet.ashx (accessed Oct. 04, 2021).
[19] addicore, “ACS712 Current Sensor Module +/- 5A,” www.addicore.com. https://www.addicore.com/ACS712-Current- Sensor-Module-5A-p/ad468.htm (accessed Oct. 04, 2021).
[20] S. A. Arduino, “Arduino,” Arduino LLC, 2015.
