Arduno Web Server Rangkaian Pengendali Relay

address bar pada web browser. Jika ada client yang ingin dilayani maka perangkat akan memulai koneksi dan menerima HTTP request message yang dikirim oleh client. Perangkat akan menyimpan beberapa karakter HTTP request message. Setelah akhir dari HTTP request message yang berupa sebuah baris kosong diterima, perangkat akan mencari perintah yang valid dari HTTP request message yang disimpan tadi dan mengontrol relay sesuai dengan perintah tersebut. Kemudian perangkat mengirimkan HTTP respond message dan halaman web yang menampilkan status dan tombol untuk mengatur peralatan listrik ke web browser client.

3.2 Perancangan Perangkat Keras

3.2.1 Arduno Web Server

Arduino Web Server adalah gabungan antara arduino uno dan ethernet shield. Ethernet shield dipasang di atas arduino uno. Gambar arduino web server dapat dilihat pada Gambar 3.2. Gambar 3.2 Arduino Web Server Arduino uno berkomunikasi dengan ethernet shield menggunakan bus SPI. Komunikasi SPI ini diatur oleh library SPI.h dan Ethernet.h. Bus SPI pada arduino uno menggunakan pin digital 11, 12 dan 13. Konfigurasi bus SPI pada arduino uno untuk berkomunikasi dengan ethernet shield dapat dilihat pada Gambar 3.3. Pin-pin arduino uno yang dipakai untuk berkomunikasi dengan ethernet shield tidak dapat digunakan untuk kemperluan yang lain. Gambar 3.3 Konfigurasi Bus SPI Untuk Ethernet Shield Arduino Web Server bertindak sebagai sebuah embedded web server, yang menyimpan halaman web sederhana yang menampilkan status peralatan listrik yang berada di dalam smart building dan tombol untuk mematikan atau menghidupkan peralatan listrik tersebut. Selain sebagai embedded web server arduino web server jugalah yang mengendalikan relay yang dihubungkan dengan peralatan listrik yang ingin dikendalikan. Dalam prototipe smart building, relay yang dikendalikan berjumlah 4 buah. Relay tersebut dihubungkan ke pin digital 2,3,5 dan 5 pada arduino uno.

3.2.2 Rangkaian Pengendali Relay

Tegangan keluaran pin arduino uno untuk logika 0 berkisar antara 0-2 volt dan untuk logika 1 berkisar antara 3-5 volt, sedangkan relay beroperasi pada tegangan 12 volt, maka dibutuhkan sebuah rangkaian pengendali relay, agar relay dapat bekerja. Rangkaian pengendali relay menggunakan transistor NPN 2N2222 sebagai sebuah sakelar yang dikendalikan oleh arus. Rangkaian pengendali relay dapat dilihat pada Gambar 3.4. Gambar 3.4 Rangkaian Pengendali Relay Dari hasil pengukuran dengan menggunakan multimeter tahanan koil relay adalah 410 ohm, sehingga arus yang mengalir pada koil adalah: � � = � � � � = 12 � 410 Ω ≈ 0,029 � 3.1 Keterangan: � � = arus minimum koil � � = tegangan relay � � = tahanan koil Agar relay dapat bekerja optimal maka arus kolektor transistor I c harus lebih besar dari arus minimum koil, untuk memudahkan perhitungan digunakan 60 mA sebagai arus kolektor. Transistor 2N2222 memiliki penguatan arus DC hFE sebesar 100 dan V BE maksimal sebesar 2,6 volt. Sehingga arus minimum basis I b dan besar tahanan basis R b maksimum adalah: � � = � � ℎ�� = 60 �� 100 = 0,6 �� 3.2 � � = � � −� �� � � = 5 −2,6� 0,6 �� = 4 �Ω 3.3 Keterangan: � � = arus basis minimum � � = arus kolektor ℎ�� = penguatan arus DC � � = tahanan basis maksimum � � = tegangan keluaran pin arduino uno � �� = tegangan saturasi basis − emiter Pada prototipe digunakan tahanan basis sebesar 1 k Ω yang masih memenuhi perhitungan diatas. Kumparan pada relay akan menghasilkan tegangan singkat yang besar ketika relay diputus dan ini dapat merusak rangkaian pengendali dan arduino uno. Untuk mencegah kerusakan sebuah dioda harus dihubungkan ke relay tersebut. Dioda dihubungkan secara terbalik sehingga dioda bekerja secara reverse dan menahan tegangan singkat yang dihasilkan relay tadi. Dioda yang digunakan adalah dioda 1N4004. Rangkaian keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 3.5. Gambar 3.5 Rangkaian Keseluruhan Pin keluaran digital 2, 3, 5 dan 6 arduino uno dihubungkan ke rangkaian pengendali relay. Pin digital 2, 3, 5 dan 6 mengendalikan secara berurutan relay 1, relay 2, relay 3 dan relay 4. Relay kemudian dihubungkan ke peralatan yang ingin diatur. Sebagai sebuah petunjuk bahwa relay sedang berada pada posisi terhubung peralatan listrik sedang menyala maka sebuah LED juga dihubungkan ke setiap pin keluaran digtal 2, 3 ,5 dan 6. Agar arus yang mengalir pada LED sangat kecil tetapi cukup untuk menghidupkan LED digunakan tahanan sebesar 2,2 k Ω untuk membatasi arus. Sehingga arus yang mengalir pada LED adalah: � ��� = � � −� � � � = 5 −1,8� 2,2 �Ω = 1,45 �� 3.4 Keterangan: � ��� = arus yang mengalir pada LED � � = tegangan keluaran pin arduino uno � � = tegangan jatuh LED � � = tahanan seri LED

3.3 Perancangan Perangkat Lunak