Simulasi Sistem Penjadwalan onoff Peralatan Listrik Rumah Tangga Menggunakan Arduino

  

Simulasi Sistem Penjadwalan on/off Peralatan

Listrik Rumah Tangga Menggunakan Arduino Dewi Wahyuni

  Politeknik Ganesha Medan

  Puput Anjar Wati

  Politeknik Ganesha Medan

  Abstrak Pada masa sekarang telah banyak peralatan canggih yang berbasis mikrokontroler. Peralatan listrik rumah tangga sekarang kebanyakan masih di gunakan secara manual sehingga apabila pengguna lupa mematikan peralatan listrik maka otomatis pembayaran listrik anda akan meningkat dan penggunaan daya listrik bisa terbuang secara percuma. Dengan menggunakan simulasi system penjadwalan peralatan listrik maka pengguna peralatan tersebut akan mempermudah menentukan kapan saja peralatan tersebut on/off sesuai keinginan pengguna, dan pengguna tidak perlu khawatir lagi apabila ingin meninggalkan rumah kapan saja karena peralatan di rumah sudah terkontrol otomatis. Penelitian ini menghasilkan sebuah simulasi system penjadwalan dimana peralatan-peralatan listrik rumah tangga dapat di jadwalkan sesuai keinginan dengan menggunakan keypad sebagai inputannya dan di tampilkan di LCD.

  Kata Kunci —mikrokontroler, Keypad, LCD, RTC I.

  listrik yang mempunyai dua kondisi yaitu ON

LATAR BELAKANG

  dan OFF. Kebutuhan akan kontrol listrik yang Peralatan listrik adalah peralatan yang dapat di program ON/OFF sesuai dengan senantiasa berubah dan berkembang sesuai kebutuhan pengguna adalah suatu masalah. dengan mobilitas penggunanya. Keberadaan

  Sementara pemanfaatan dari mikrokontroller kontrol dari peralatan listrik yang dapat untuk fungsi tersebut sudah memungkinkan. diprogram dengan mengambil konsep

  Untuk keperluan itu akan dibuat kontrol pemrograman dan pembuatan aplikasi dari peralatan listrik yang dapat di program ON/OFF mikrokontroller adalah sesuatu yang sangat di nya sesuai dengan keinginan penggunanya harapkan keberadaannya guna menunjang dengan menggunakan Arduino sebagai pusat mobilitas pengguna peralatan listrik tersebut. kontrol peralatan. Kontrol ON/OFF adalah kontrol yang bisa

  Berdasarkan pengamatan yang saya lakukan diaplikasikan pada hampir semua peralatan di rumah bahwasanya peralatan listrik rumah tangga tidak terkontrol dengan baik atau bahkan lupa untuk mematikannya sehingga daya listrik semakin tinggi dan pembayaran listrik juga semakin tinggi. Lalu, bagaimana bisa menjadi keluarga yang bisa menghemat segala keperluan rumah tangganya?

  Permasalahan pada analisis penerapan on/off sebagai sebuah sistem yang dapat memudahkan para pengguna peralatan listrik dengan menggunakan timer . Di harapkan dapat memberikan suatu kemudahan bagi par a pengguna per alat an list r ik r umah t angga. pengertian tentang simulasi system penjadwalan on/off peralatan listrik rumah tangga adalah Metode penelitihan yang merangkaikan atau menerangkan suatu system ke dalam bentuk yang mirip dengan keadaan yang sesugguhnya. Sistem ini menggunakan Arduino sebagai kontrol dari peralatan tersebut, selain itu system ini juga terdiri dari keypad, relay, lcd, dan rtc. Dengan adanya system ini peralatan listrik seperti kipas, lampu taman, lampu ruangan, lampu kamar, alarm, dan peralatan yang terhubung ke listrik dapat di on/of kan sesuai dengan jadwal yang di inginkan. [7] II.

  Arduino Mega 2560 Arduino Mega 2560 adalah adalah papan mikrokontroler berbasis ATmega 2560 yang mempunyai 54 pin di gital pin/output,dimana 14 pin dapat di gunakan sebagai output PWM,16 analog input, 4 UARTs (hardware serial ports), 16 MHz crystal oscillator , sambungan USB, power jack, ICSP header, dan tombolreset. Board ini juga di gunakan daya yang terhubung ke komputer dengan kabel USB atau daya eksternal dengan adaptor AC-DC atau batrai.[1]

  Gambar 1. ArduinoMega 2560 B.

  Liquid Crystal Display (LCD) Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tamspilan suatu data, baik karakter, huruf taupun grafik. LCD (Liquid Crystal Display ) adalah salah satu jenis display elektronik yang di buat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD berfungsi sebagai penampil data baik dalam berbentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.[3]

  Gambar 2. LCD 16 x 2 C.

  Relay Relay adalah komponen elektronika yang berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan menggunakan listrik. Relay juga biasa disebut sebagai komponen electromechanical atau elektromekanikal yang terdiri dari dua bagian utama yaitu coil atau elektromagnet dan kontak saklar atau mekanikal. Komponen relay menggunakan prinsip elektromagnetik sebagai penggerak kontak saklar, sehingga dengan menggunakan arus listrik yang kecil atau low power, dapat menghantarkan arus listrik yang yang memiliki tegangan lebih tinggi.[4]

TINJAUAN PUSTAKA A.

  Gambar 3.

  Relay D.

  Keypad Keypad berarti Sebuah keyboard miniatur atau set tombol untuk operasi portabel perangkat elektronik, telepon, atau peralatan lainnya. Keypad merupakan sebuah rangkaian tombol yang tersusun atau dapat disebut "pad" yang biasanya terdiri dari alfabet (a-z) untuk mengetikkan kalimat, juga terdapatserta simbol-simbol khusus lainnya. Keypad yang tersusun dari angka-angka biasanya disebut sebagai numeric keypad. Keypad juga banyak di jumpai pada alphanumeric keyboard dan alat lainnya seperti kunci kombinasi, serta kunci pintu digital,di mana diperlukannya nomor untuk di masukkan.[5]

  Gambar 4. Keypad 4 x 4 E.

  RTC(Real Time Clock) RTC (Real time clock) adalah jam elektronik berupa chip yang dapat menghitung waktu (mulai detik hingga tahun) dengan akurat dan menjaga atau menyimpan data waktu tersebut secara real time. Karena jam tersebut bekerja real time, maka setelah proses hitung waktu dilakukan output datanya langsung disimpan atau dikirim ke device lain melalui sistem antarmuka. Chip RTC sering dijumpai pada motherboard PC (biasanya terletak dekat chip BIOS). Semua komputer menggunakan RTC karena berfungsi menyimpan informasi jam terkini dari komputer yang bersangkutan. RTC dilengkapi dengan baterai sebagai pensuplai daya pada chip, sehingga jam akan tetap up-to-date walaupun komputer dimatikan. RTC dinilai cukup akurat sebagai pewaktu (timer) karena menggunakan osilator kristal. [2]

  Gambar 5. RTC( Real time clock) III.

   PEMBAHASAN

  Perangkat lunak yang akan dibangun ini akan digunakan sebagai perangkat lunak pada sistem berbasis Mikrokontroler Arduino Mega ATMega 2560 yang dibuat bertujuan untuk memonitoring terjadinya ON/OFF peralatan listrik rumah tangga. Adapun beberapa spesifikasi yang harus dipenuhi untuk menerapkan simulasi system penjadwalan ON/OFF Peralatan listrik rumah tangga ini, baik dari segi teknis maupun pengguna. jadi harus melalui format yang benar dan tentunya dirancang dengan software mikrokontroler Arduino Mega. Dalam perancangannya menggunakan mikrokontroler. Mikrokontroler adalah alat yang berfungsi untuk mengontrol dalam bentuk yang kecil, disini mikrokontroler memiliki memori sendiri, serta proses-proses yang dapat berdiri sendiri. Sederhananya mikrokontroler dapat menjadi otak dari alat-alat yang lain untuk mengontrol alat tersebut.

  1. Perancangan I/O Sistem Minimum ATMega2560 Rangkaian ini berfungsi untuk membaca input dari keypad serta Outputnya akan di tamampilkan angaka ke LCD. Pada rangkaian RTC di program untuk menyamakan waktu yang tepat pada jam saat ini. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC mikrokontroler Arduino Uno ATMega2560. Pada

  IC inilah semua program di isikan, sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Dalam menjalankan chip IC mikrokontroler Arduino Uno ATMega2560 memerlukan komponen elektronika pendukung lainnya. Suatu rangkaian yang paling sederhana dan minim komponen pendukungnya disebut sebagai suatu rangkaian sistem minimum. Sistem minimum ini berfungsi untuk membuat rangkaian mikrokontroller dapat bekerja, jika ada komponen yang kurang, maka mikrokontroller tidak akan bekerja. [6]

  Gambar 6.

  Rangkaian Mikrokontroller Aduino Mega Atmega2560

  2. Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Crystal

  Display)

  Rangkaian LCD berfungsi untuk menampilkan waktu berupa angka dari inputan keypad. Rangkian LCD dapat dilihat pada gambar berikut: Gambar 7.

  Skematik Rangkaian LCD Pada gambar 3.4, pin 1 dihubungkan ke Vcc (5V),

  pin 2 dan 16 dihubungkan ke Gnd (Ground), pin 3

  merupakan pengaturan tegangan Contrast dari LCD, pin 4 merupakan Register Select (RS), pin 5 merupakan R/W (Read/Write), pin 6 merupakan

  Enable, pin 11-14 merupakan data. Reset, Enable,

  R/W dan data dihubungkan ke mikrokontroler ATmega2560. Fungsi dari potensiometer (R2) adalah untuk mengatur gelap atau terangnya karakter yang ditampilkan pada LCD).

  Buzzer Relay Relay

  Keypad RTC Lampu kamar Lampu Taman Kipas Lampu Ruangan Relay

  Blok Diagram

3. Perancangan Buzzer dan Rtc

  .

  Perancangan Sistem Perancangan sistem adalah merancang atau mendesain suatu sistem yang baik, yang isinya adalah langkahlangkah operasi dalam proses pengolahan data dan prosedur untuk mendukung operasi system.

  Blok Diagram Sistem 5.

  Pada gambar 8. kaki negative pada buzzer dihubungkan ke ground dan kaki positif buzzer dihubungkan ke mikrokontroller. Maka untuk menghidupkan buzzer, port yang terhubung ke mikrokontroller cukup mengeluarkan logika 1 (high) dan buzzer akan mati ketika port yang terhubung ke mikrokontroller mengeluarkan logika 0 atau (low). [8] 4.

  Gambar 9. Blok Diagram Alat Keseluruhan

  Pada gambar 9 di gambarkan sebuah desain simulasi system penjadwalan peralatan rumah tangga. Dimana rtc merupakan IC yang memiliki fungsi untuk menghitung waktu, detik, jam, tanggal, bulan, serta tahun. Dan relay yang berfungsi untuk mengendalikan sirkuit tegangan dengan bantuan dari signal tegangan rendah, sehingga alat dapaat bekerja sesuai dengan hambatannya. Keypad yang berfungsi sebagai inputan data di mana inputan tersebutlah yang sangat berpengaruh peralatan listrik tersebut akan menyala dan Peralatan listrik rumah tangga dapat hidup sesuai jadwal yang di tampilkan di LCD. Karna LCD adalah alat pengeluaran atau output yang menjalankann peralatan listrik tersebut. Semua komponen yang terdapat dalam diagram blok diatas memerlukan spesifikasi yang sesuai agar perancangan alat yang di buat dapat di gabung menjadi sebuah system yang di inginkan. Pada gambar 9 desain sistem tersebut mempunyai kekurangan, yaitu pada saat program sedang berlangsung dan tiba-tiba listrik yang bersumber dari PLN padam, maka semua peoses akan berhenti dan akan berfungsi kembali jika listrik menyala.

  Input Proses Output LCD Arduino

  Gambar 8. Skematik Buzzer dan Rtc

  Rangkaian buzzer ini berfungsi mengeluarkan bunyi pertanda alarm telah bersuarasesuai dengan waktu yang telah di tentukan dan Rtc di sini berfungsi sebagi pengatur waktu agar sama dengan waktu dunia. Rangkaian buzzer dan Rtc dapat dilihat pada gambar berikut:

  Gambar 8.

  6.

  2. Flowchart Setelah selesai menulis listing kode , maka harus di Verify dan setelah tidak ada yang erorr maka upload ke arduino.Seperti pada gambar 10.

  Gambar 11. Uploading Rangkaian keseluruhan

  Analisa Hasil Program : Proses awal, yaitu pengenalan pin dan pemanggilan library yang dibutuhkan oleh arduino. Library tersebut mencakup LCD, Komunikasi SPI, Keypad, dan RTC.

  Gambar 10 .Flowchat 7.

  Pengujian Alat Secara Keseluruhan Pengujian alat secara keseluruhan ini merupakan gabungan dari pengujian-pengujian tiap bagian input dan output yang telah dilakukan output yang digunakan tiap pin arduino. sebelumnya. Peralatan yang dibutuhkan untuk

  Inisialiasitersebut berada di dalam fungsi void melakukan pengujian ini yaitu : setup() { }.

1. Arduino Mega 256 2.

  Keypad 3. RTC 4. Relay 5. LCD 6. Catu Daya 7. Software Arduino IDE

  Langkah-langkah melakukan pengujian rangkaian Pada program di atas, dijelaskan LCD, keseluruhan ke LCD :

  Komunikasi SPI, Pembacaan Rangkaian RTC dan 1. Masih seperti yang di atas buka software

  Keypad diinisialisasi, dan program ini hanya arduino lalu tulis listing kode keseluruhan dijalankan 1 kali. Pada bagian atau penggabungan dari RTC, Keypad,dan RTC.adjust(DateTime(__DATE__, __TIME__));

  LCD ke arduino yaitu untuk mengatur jam pada RTC sesuai dengan EEPROM.write(jam_lampu1_padam,nilai tanggal dan jam pada komputer. Pada bagian ini _jam_padam); cukup diaktifkan satu kali saja untuk mengatur EEPROM.write(menit_lampu1_padam,nil tanggal dan jam pada RTC. ai_menit_padam); Untuk mendapatkan data jam pada RTC, maka lcd.clear(); dibutuhkan variable untuk menampung data lcd.print("TERSIMPAN...."); tanggal dan jam sementara kemudian ditampilkan digitalWrite(Lampu_Ruangan_1,HIGH); pada LCD. Variable yang dibutuhkan yaitu sini1: tanggal, bulan, tahun, jam, menit dan detik. delay(1000); Variable-variable inilah yang dijadikan sebagai } acuan data jam dan menit pada penjadwalan 4 buah lampu / peralatan listrik.

  Gambar 13.

  Setting Waktu

  Pada pengujian alat secara keseluruhan ini, Apabila sudah di setting waktu yang di inginkan penulisan program disesuaikan dengan flowchart maka Pilih pagar (#) di keypad untuk menyimpan yang telah dibuat. Alur program dari proses kerja settingan waktu tersebut.seperti pada gambar 13. alat ini yaitu ketika Keypad angka 1 ditekan, maka akan masuk menu pengaturan lampu jam menyala sampai dengan jam padam yang diinginkan.

  Gambar 14.

  Tampilan Simpan pada LCD (Apabila di Pilih #)

  if(karakter=='1') {

  8.Tampilan Simulasi Sistem kesini1: i=0; Adapun gambar simulasi system lcd.clear(); penjadwalan on/off peralatan listrik rumah tangga lcd.setCursor(0,0); lcd.print("SET dapat dilihat pada gambar 15. LAMPU RUANGN"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("JAM: "); while(karakter!='#') { karakter = customKeypad.getKey(); if(karakter){ if(karakter=='*') { goto kesini1; } if(karakter=='D') { goto sini1; } if(karakter!='A' && karakter!='B' && karakter!='C' && karakter!='*') {

  Gambar 15.

  Tampilan Simulasi System Penjadwalan on/off

  lcd.setCursor(i+5,1); Peralatan Listrik Tumah tangga if(i==2 || i==8) lcd.print(":"); else if(i==5) lcd.print("-"); else { lcd.print(karakter); freq[i]=karakter; } IV.

KESIMPULAN DAN SARAN

  i++; A.

  Kesimpulan }

  Sesuai dengan hasil penelitian dan pembahasan } yang telah dilakukan oleh penulis, maka penulis } //end dalam menyimpulkan bahwa: konversi(); 1.

  Dengan menggunakan sistem penjadwalan EEPROM.write(jam_lampu1_nyala,nilai_ peralatan listrik rumah tangga yang telah jam_nyala); dirancang akan mempermudah pengguna untuk EEPROM.write(menit_lampu1_nyala,nila menjadwalkan peralatan listriknya secara i_menit_nyala); terjadwal sehingga tidak merugikan pengguna dalam aktivitasnya,apabila lupa mematikan peralatan listrik tersebut..

  2. Dengan menggunakan sistem penjadwalan peralatan listrik ini maka akan otomatis mengurangi biaya pengeluaran listrik, sehingga tidak ada daya listrik yang terbuang sia-sia akibat kelalaian pengguna yang menyalakan peralatan listriknya sesuka hatinya.

  B.

  Saran Saran yang dapat diberikan dari perancang yang telah dilakukan untuk ditindaklanjuti adalah:

  1. Dalam pengembangan program ini hendaknya bisa merancang sistem penjadwalan peralatan listrik yang tertera ke berapa beban daya listrik yang telah terpakai selama pemakaian.

2. Dalam pengembangan dan Penyempurnaan alat sebaiknya di tambahkan SMS Gateway.

TINJAUAN PUSTAKA

  [1] Darmawan heri andriantoaan.(2016) : Arduino, Yogyakarta : CV. Riyan [2] Evan Agus Maulana. (2015). Cara Kerja LCD, LED, CRT, [3] http://evanavevanyagami.web.unej.ac.id/2015/03/21/cara- kerja-monitor-lcd-led-crt [4] Frank D.petruzella. (2001) Elektromaknetik, Bandung . [5] Kadir, Abdul (2015), From Zero To A Pro Arduino, Yogyakarta : CV. Andi Offset [6] Setiawan, Afrie. (2011). 20 Aplikasi Mikrokontroler Atmega 8535 dan Atmega16 menggunakan bascom-avr.

  Yogyakarta: Andi. [7] Suhendri hendri. (2013). Arduino Uno, http://belajar-dasar- pemrograman.blogspot.co.id/2013/03/arduino-uno.html [8] Syahwil (2013), Panduan Mudah Simulasi dan Praktek

  Mikrokontroler Arduino , Yogyakarta : CV. Andi Offset [9] Telaumbanua Welninam:Peranvcangan jadwal bel menggunakan Android Berbasis Mikrokontroler :2016