DESIGN AND IMPLEMENTATION OF HOUSE LIGHT (1)
1
RANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM KENDALI
PENERANGAN RUMAH TINGGAL BERBASIS
ARDUINO-UNO DAN SMARTPHONE ANDROID
Muhammad Nursyeha(1), Toto Tohir, ST., MT(2), Drs. Dwi Septiyanto, SST., M.Eng(3).
m.nursyeha@yahoo.co.nz(1), t_tohir@yahoo.com(2), dwi_dtl@yahoo.com(3).
Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Bandung
Abstrak
Sejak abad ke-20 inovasi di dalam teknologi instrumentasi dan sistem kendali berkembang dengan cepat, hal ini selaras
dengan perkembangan karakteristik masyarakat yang memiliki mobilitas tinggi untuk menginginkan layanan sistem
kendali penerangan rumah tinggal yang nyaman. Berdasarkan pada permasalahan tersebut dibuatlah suatu model pusat
pengaturan atau pusat pengendali perangkat elektronik dari purwarupa menggunakan perangkat keras Arduino-Uno
sebagai pusat kendali, BTshield sebagai media komunikasi bluetooth dan Smartphone Android sebagai pengendali jarak
jauh. Dengan memanfaatkan aplikasi Ardudroid dan bahasa pemrograman C (Arduino IDE) permasalahan tersebut
dapat teratasi. Hasil pengujian sistem ini dapat dikendalikan dengan satu perangkat Smartphone Android pada jarak
kendali 10 meter (ruangan tertutup / terhalang) dan 15 meter (ruang terbuka / tanpa halangan). Keberhasilan tersebut
ditandai dengan menyalanya lampu dan pengaturan nyala pada lampu pijar (dimmer), hal ini diharapkan dapat
diaplikasikan sebagai alat yang bekerja secara akurat serta mempermudah dalam mengendalikan beberapa beban listrik
dalam waktu yang bersamaan.
Kata kunci: Arduino-Uno, Bluetooth, Ardudroid, Smartphone Android, Sistem Penerangan Rumah Tinggal.
Abstract
Since the 20th century technological innovation in the instrumentation and control system developed rapidly, it is in
line with the development of the characteristics of people who have high mobility for lighting control systems services
want a comfortable home. Based on these problems was made a model of the center or center setting control electronic
devices from a hardware prototype using Arduino-Uno as the control center, BTshield as a Bluetooth communication
and Android Smartphone as a remote control. By utilizing Ardudroid applications and programming languages C
(Arduino IDE) can overcome these problems. The results of the testing of these systems can be controlled with a
Smartphone Android devices at a distance of 10 meters control (closed room / blocked) and 15 meters (open space /
without a hitch). The success is marked by lights and setting flame on bulbs (dimmer), this method can be applied as a
tool to work accurately and makes for easy control of some of the electrical load at the same time.
Keywords: Arduino-Uno, Bluetooth, Ardudroid, Android Smartphone, House Lighting System.
I.
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan perkembangan teknologi dalam
bidang listrik, elektronika dan instrumentasi, kebutuhan
perangkat yang mempermudah pekerjaan telah
berkembang selaras dengan fungsional dan efektifitas
dari perangkat yang tercipta. Kenyataan ini dapat
terlihat dengan terciptanya perangkat elektronik
bersaklar nirkabel seperti remote control TV yang
menggunakan sinar infra merah (Eugene Polley.,
2014)[1].
Pada jaman sekarang ini, peralatan nirkabel yang
sudah dimiliki sebagian banyak orang adalah telepon
selular atau Handphone. Handphone merupakan suatu
alat yang dapat membantu manusia berkomunikasi
walaupun pada jarak yang jauh. Semakin majunya
teknologi dalam bidang komunikasi jarak jauh, maka
fungsional handphone tidak hanya dipakai sebagai
komunikasi, akan tetapi handphone digunakan sebagai
buku catatan elektronik, alarm, dan aplikasi lain yang
melibatkan dunia luar. Untuk kebutuhan yang semakin
berkembang, handphone pun telah memiliki berbagai
teknologi seperti sinar infra merah, bluetooth bahkan
Wifi.
Platform Arduino tak lain merupakan board
berbasis micro-controller sederhana untuk sistem
embedded yang bisa diprogram untuk berbagai
keperluan, di pusatnya terdapat mikroprosesor Atmel 8bit AVR yang bertindak sebagai pengendali (Oik
Yusuf., 2013)[2].
Atas dasar kebutuhan perangkat elektronika yang
mampu digunakan efektif dan mempermudah untuk
mengontrol perangkat lain, dirancang suatu prototipe
yang dapat mengendalikan saklar beberapa perangkat
elektronik dalam suatu rumah tinggal dengan perangkat
elektronik yang sudah ada (Handphone).
Untuk memanfaatkan teknik antarmuka (Interface)
Arduino dengan bluetooth maka saklar peralatan
elektronik dapat dikendalikan melalui
sebuah
Smartphone Android, dengan penggunaan bluetooth
yang handal dan perangkat komunikasi berupa
Smartphone Android tersebut dapat dimanfaatkan untuk
mengendalikan sistem penarangan rumah tinggal dari
jarak jauh secara aman, efisien dan hemat waktu.
2
1.2 Tujuan
1. Merancang sebuah alat sistem kendali penerangan
rumah tinggal berbasis Arduino-Uno dan
Smartphone Android dengan beban lampu pijar
maksimal 100 watt dan daya pada stop kontak
maksimal 1000 watt
2. Mengimplementasikan alat
sistem kendali
penerangan rumah tinggal berbasis Arduino-Uno
dan Smartphone Android dengan jarak jangkauan
10 meter (ruangan tertutup/terhalang) dan 15 meter
(ruang terbuka/tanpa halangan).
3. Mampu di aplikasikan pada beberapa vendor
Smartphone Android sebagai pengendali jarak jauh
(Remote).
1.3 Pembatasan Masalah
1. Alat ini menggunakan modul Arduino Uno
berbasis Mikrokontroler ATMega328, Smartphone
Android, modul bluetooth HC-05 dan penulis tidak
membahas secara rinci mengenai struktur dari
modul bluetooth tersebut.
2. Alat ini memanfaatkan aplikasi Ardudroid Versi
0.154 yang diunduh secara gratis di google play
dimana penulis tidak membahas secara rinci
pembuatan aplikasi tersebut.
3. Sistem
ini
menyalakan-mematikan
saklar
perangkat (relay) dan redup-terang lampu pijar
(dimmer) pada simulator serta dibatasi dengan satu
pengendali pada suatu waktu.
II. LANDASAN TEORI
2.1 Arduino
Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari
physical computing yang bersifat open source. Pertamatama perlu dipahami bahwa kata “platform” di sini
adalah sebuah pilihan kata yang tepat. Arduino tidak
hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi ia
adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman
dan Integrated Development Environment (IDE) yang
canggih. IDE adalah sebuah software yang sangat
berperan untuk menulis program, meng-compile
menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory
mikrokontroller (Feri Djuandi)[5]. Arduino merupakan
kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open
source yang di dalamnya terdapat komponen utama
yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR
dari perusahaan Atmel.
2.2 Arduino-Uno R3
Arduino-Uno R3 adalah arduino board yang
menggunakan mikrokontroler ATmega328. Arduino
Uno memiliki 14 pin digital (6 pin dapat digunakan
sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah 16 MHz
osilator kristal, sebuah koneksi USB, sebuah konektor
sumber tegangan, sebuah header ICSP, dan sebuah
tombol reset. Arduino-Uno R3 memuat segala hal yang
dibutuhkan untuk mendukung sebuah mikrokontroler.
Sumber tegangan Arduino-Uno R3 melalui USB atau
memberikan tegangan DC dari baterai atau adaptor AC
ke DC.
Gambar-1. Arduino-Uno R3
2.3 Bluetooth HC-05
Bluetooth HC-05 Adalah sebuah modul bluetooth
SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan untuk
komunikasi serial wireless (nirkabel). HC-05
menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR
(Enchanced Data Rate) 3Mbps dengan memanfaatkan
gelombang radio berfrekuensi 2,4 GHz.
Gambar-2. Bluetooth HC-05
2.4 Catu Daya / Power Supply Arduino Uno
Arduino Uno dapat diberi daya melalui koneksi
USB (Universal Serial Bus) atau melalui power supply
eksternal. Jika Arduino Uno dihubungkan ke kedua
sumber daya tersebut secara bersamaan maka Arduino
Uno akan memilih salah satu sumber daya secara
otomatis untuk digunakan. Power supply external (yang
bukan melalui USB) dapat berasal dari adaptor AC ke
DC atau baterai. Adaptor dapat dihubungkan ke socket
power pada Arduino Uno. Jika menggunakan baterai,
ujung kabel yang dibubungkan ke baterai dimasukkan
kedalam pin GND dan Vin yang berada pada konektor
Power.
Gambar-3. Catu daya / Power Supply
2.5 Perangkat Lunak Arduino IDE
Software Arduino yang akan digunakan adalah
driver dan IDE, walaupun masih ada beberapa software
lain yang sangat berguna selama pengembangan
Arduino. Perangkat lunak (software) merupakan
komponen yang membuat sebuah mikrokontroller dapat
bekerja. Arduino board akan bekerja sesuai dengan
perintah yang ada dalam perangkat lunak yang
ditanamkan padanya. Bahasa Pemrograman Arduino
adalah bahasa pemrograman utama yang digunakan
untuk membuat program untuk Arduino board. Bahasa
pemrograman
Arduino
menggunakan
bahasa
pemrograman C sebagai dasarnya.
3
Gambar-4. Perangkat Lunak Arduino IDE
2.5 Ardudroid Versi 0.154
Ardudroid adalah sebuah aplikasi Android
sederhana gratis untuk membantu mengontrol pin
Arduino Uno dari ponsel Android secara nirkabel dalam
sistem terprogram. Ardudroid menjalankan antarmuka
(interface) pengguna Android sederhana untuk berbagai
keperluan diantaranya mengendalikan sinyal digital dan
Pulse Wave Modulation (PWM) pin Arduino Uno,
mengirim pesan teks perintah untuk Arduino dan
menerima data dari Arduino melalui bluetooth serial
pada smartphone Android.
semikonduktor pembuatnya, yaitu tipe N (nMOS) dan
tipe P (pMOS).
Bahan semikonduktor yang digunakan untuk
membuat MOSFET adalah silikon, namun beberapa
produsen IC, terutama IBM, mulai menggunakan
campuran silikon dan germanium (SiGe) sebagai kanal
MOSFET. MOSFET memiliki drain, source dan gate,
namun perbedaannya gate terisolasi oleh suatu bahan
oksida. Gate sendiri terbuat dari bahan metal seperti
aluminium. Oleh karena itulah transistor ini dinamakan
metal-oxide. Karena gate yang terisolasi, sering jenis
transistor ini disebut juga IGFET yaitu insulated-gate
FET.
(a)
(b)
Gambar-7. Transistor Mosfet, (a) Jenis TO-220 (b) Jenis SMD
2.8 Optocoupler
Optocoupler adalah suatu piranti yang terdiri dari 2
bagian yaitu transmitter dan receiver, yaitu antara
bagian cahaya dengan bagian deteksi sumber cahaya
terpisah. Biasanya optocoupler digunakan sebagai saklar
elektrik, yang bekerja secara otomatis. Pada dasarnya
Optocoupler adalah suatu komponen penghubung
(coupling) yang bekerja berdasarkan picu cahaya optic.
Gambar-8. Simbol Optocoupler
Gambar-5. Ardudroid Versi 0.154
III. PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI
3.1 Perancangan Alat Sistem Kendali
2.6 Layar LCD (Liquid Crystal Display)
LCD (Liquid Crystal Display) atau tampilan
Kristal Cair adalah suatu jenis media tampilan yang
menggunakan kristal cair sebagai penampil utama.
LCD bisa memunculkan gambar atau tulisan baik
monocrhome atau hitam putih maupun colour atau
berwarna, ini dikarenakan terdapat banyak sekali titik
cahaya (piksel) yang terdiri dari satu buah kristal cair
sebagai sebuah titik cahaya.
Bluetooth
Connection
Driver
Lampu
Driver
Dimmer
Gambar-9. Perancangan Alat Sistem Kendali
Gambar-6. Ardudroid Versi 0.154
2.7 Transistor MOSFET
Transistor Metal Oxide Semiconductor Field-Effect
Transistor atau biasa disebut MOSFET adalah sejenis
transistor yang digunakan sebagai penguat, tapi paling
sering transistor jenis ini difungsikan sebagai saklar
elektronik. Ada dua jenis MOSFET menurut jenis bahan
Penjelasan dari masing-masing blok pada gambar9 di atas adalah sebagai berikut:
Smartphone Android
Smartphone Android pada tugas akhir ini akan
difungsikan seperti halnya sebuah remote control.
Smartphone Android akan mengirimkan perintah
ke Arduino Uno melalui koneksi bluetooth HC-05
4
dan Arduino Uno nantinya yang akan
mengeksekusi perintah ke plant. Smartphone
Android yang dipakai harus memiliki komunikasi
bluetooth.
Bluetooth HC-05
Bluetooth HC-05 berfungsi sebagai jembatan
media komunikasi nirkabel yang menghubungkan
Smartphone Android ke Arduino Uno. Untuk
dapat mengakses bluetooth ini dibutuhkan pairing
pada Smartphone Android dengan default
password 1234.
Arduino Uno-R3
Arduino Uno-R3 digunakan untuk menerima
perintah dari Smartphone Android melalui media
komunikasi Bluetooth HC-05, setiap selesai
mengeksekusi sebuah perintah, mikrokontroler
yang ada dalam Arduino Uno-R3 akan
memberikan perintah ke driver lampu (relayboard)
menyalakan
atau
mematikan
lampu,
mikrokontroler akan mengubah status di salah satu
pin-nya yang berhubungan dengan lampu yang
bersangkutan, sedangkan untuk perintah berupa
redup-terang sebuah lampu pijar, mikrokontroler
akan memberikan perintah kepada pwm dimmer
untuk meredup-terangkan sebuah lampu pijar
sesuai dengan penerangan lampu yang diinginkan
melalui kendali Smartphone Android.
LCD 16x2
LCD 16x2 difungsikan sebagai pemberitahuan
dimana ketika lampu menyala maka karakter
dalam LCD akan menampilkan kata “ON” dan
“OFF” ketika lampu dalam keadaan padam, ini
juga berfungsi apabila dalam keadaan “ON” tetapi
lampu tidak menyala maka menandakan bahwa
lampu putus atau jalur kabel pada lampu tersebut
terputus.
Driver Lampu (relayboard)
Driver lampu (relayboard) pada sistem ini
berfungsi untuk menyalakan dan memadamkan
lampu secara langsung pada simulator, sesuai
dengan yang diperintahkan oleh Arduino. Ketika
menerima logika 1 dari Arduino, driver akan
memberikan tegangan positif ke basis transistor
sehingga transistor akan bekerja, LED menyala
dan relay pun akan bekerja menarik kontak utama
yang ada pada relay tersebut menutup maka lampu
pijar akan menyala. Sebaliknya ketika menerima
logika 0 dari Arduino, driver tidak memberikan
tegangan, sehingga transistor tidak bekerja, LED
padam dan relay pun tidak bekerja sehingga
kontak utama yang ada pada relay tersebut
membuka maka lampu pijar padam. Untuk beban
lampu pijar dapat diganti dengan beban-beban lain
seperti lampu TL, televisi, kulkas, Air Conditioner,
motor listrik, dsb.
Driver Dimmer (PWM Dimmer)
Driver dimmer (PWM Dimmer) akan difungsikan
untuk meredup-terangkan lampu pijar pada
simulator, ketika menerima logika 1 dari Arduino,
driver akan memberikan tegangan positif ke
optocoupler sehingga optocoupler akan bekerja
maka lampu pijar akan redup, ini diakibatkan
gerbang pada mosfet tertahan. Untuk membuka
gerbang pada mosfet tersebut harus ada pengaturan
dari optocoupler yang menerima sinyal PWM
(pulse width modulation) yang diatur oleh
Arduino. Ketika ada pengaturan PWM dari
Arduino, driver akan memberikan tegangan positif
perlahan ke optocoupler sehingga optocoupler
akan mengkopling gerbang mosfet secara perlahan
pula maka lampu pijar akan menyala dari redup ke
terang
seiring
penerimaan
kopling
dari
optocoupler.
Simulator Sistem Kendali Penerangan
Untuk mensimulasikan sistem ini, maka akan
diujicobakan pada plant yang berupa simulator.
Simulator ini terdiri dari beberapa lampu, MCB,
Fuse, saklar SPDT toggle, saklar seri, saklar
dimmer dan sebuah stop kontak. Lampu yang
digunakan adalah 2 buah lampu pijar dan 1 buah
lampu TL. Selain itu pada simulator ini terdapat
relay 220v dan perangkat sistem kendali dalam
proyek akhir ini.
3.2 Pemilihan Smartphone Android
Banyaknya berbagai macam vendor, jenis atau
model dari smartphone Android di pasaran tetapi belum
tentu mendapatkan spesifikasi yang sinkron untuk
proyek akhir ini, adapun pemilihan smartphone Android
dengan menggunakan handheld Android baik jenis
handphone ataupun tablet dengan spesifikasi minimal
sebagai berikut (Hazim Bitar., 2014)[9]:
a. Sistem operasi Android versi 4.2.2 (Jelly Bean).
b. CPU 800 MHz
c. Memory 200 MB
d. Jaringan 2G ( GMS 850/900/1800/1900) dan 3G
(HSDPA 900/2100)
e. Bluetooth v.3 with A2DP
f.
Ardudroid versi 0.153 (Aplikasi yang harus di
instal via google play)
g. Layar 240x320 pixels TFT capacitive touchscreen,
256K colors, multitouch.
3.3 Perancangan Driver Lampu (Relayboard)
Dalam perancangan driver lampu (Relayboard)
untuk beban penarangan lampu penulis membuat
perangkat Relayboard 3 Channel artinya ada 3 buah
relay yang tegangan coilnya 5V dan mempunyai jumlah
pin sebanyak 5 buah dimana tegangan yang dapat dilalui
dari kontak utama relay tersebut adalah 250VAC dan
arus yang dapat dilaluinya sebesar 10A. Untuk sistem
otomatisasi
pengendali
relay-relay
tersebut
dikendalikan oleh pin out dari perangkat Arduino.
Tegangan-tegangan pin out pada Arduino pada
dasarnya memiliki tegangan rata-rata dibawah 5Volt,
sehingga tegangan yang masuk pada coil relay kurang
cukup untuk menggerakkan kontak utama relay
tersebut, maka diperlukan penguatan tegangan atau
switching tegangan menggunakan transistor dan dioda
zener sebagai pengatur arus balik yang ditimbulkan dari
5
impedansi coil relay tersebut. Gambar rangkaian dapat
dilihat pada gambar-10 dibawah ini.
Gambar-10. Rangkaian Relay Board 3 Channel
Fungsi lampu LED 1, LED 2 dan LED 3 adalah
untuk menandakan bahwa relay menyala maka LED
akan menyala pula artinya ada arus yang akan mengalir
pada coil relay-relay tersebut dan kontak-kontak utama
relay akan menutup. Sedangkan Header P1 pin 1 adalah
catu daya positip 5VDC, pin 2, pin 3 dan pin 4 input
dari pengendali Arduino dan pin 5 adalah ground.
Untuk Header P2 pin 1 adalah fasa 220VAC dari
jala-jala PLN, pin 2, pin 3 dan pin 4 adalah fasa ke
beban lampu penerangan.
3.4 Perancangan Driver Dimmer (PWM Dimmer)
Pada perancangan Driver Dimmer (PWM Dimmer)
ini di buat dalam layout PCB dan dirancang
menggunakan komponen-komponen yang telah
disesuaikan menurut skema rangkaian PWM Dimmer
pada gambar-11 dibawah ini.
jenis isolasi class -11, hal ini akan meyakinkan
ketahanan pada regulator tersebut.
Pada saat tegangan utama 220V masuk kedalam
rangkaian ini, maka tegangan keluaran hanya sekitar
2,5V - 2,8V saja pada saat tidak dibebani, dan ketika
dibebani tegangan keluaran mencapai 88% sampai
dengan 90% saja, ini disebabkan karena adanya drop
tegangan dari IRFP460. Ketika beban lampu menyala,
maka tegangan yang masuk menuju resistor menjadi
maksimum sekitar 190V – 200V dengan tegangan
utama sebesar 220V. Lampu elektronik, seperti lampu
jenis hemat energi tidak dapat di dimmer dengan
rangkaian ini karena lampu jenis ini menggunakan
penyearah. Dengan catatan bahwa rangkaian ini juga
tidak dapat digunakan untuk mengontrol beban induktif
seperti lampu TL (Ton Giesberts., 2013)[12].
3.5 Perancangan Simulator
Dalam proses perancangan simulator dari Proyek
Akhir Rancangan dan Implementasi Sistem Kendali
Penerangan Rumah Tinggal Berbasis Arduino-Uno dan
Smartphone Android ini secara umum perancangannya
memenuhi aspek-aspek sebagai berikut:
3.5.1 Spesifikasi Alat Simulator
Spesifikasi alat yang ingin dicapai dalam
pembuatan Proyek Akhir ini terlihat pada tabel 1
dibawah ini :
Tabel 1. Spesifikasi Alat Simulator
No
Nama Komponen
Spesifikasi
Jumlah
1
Kabel NYAF
1.5 mm2
2
3
MCB 1 Fasa
Glass Fuse + Holder
4
Saklar on-off-on
5
Relay 14P + Holder
6
Strip Terminal
4A, 240/415V
2A, 5 mm2
SPDT
250VAC, 15A
Coil:
220VAC,
Contact:
250VAC/5A,
28VDC/5A
4 mm2 isi 12
pin
25
Meter
1 buah
1 buah
7
Spiral
Band
8
Lampu TL
9
Lampu Pijar
10
11
12
13
Kabel Power
Saklar Seri
Stop Kontak
Saklar Dimmer
14
Akrilik
Gambar-11. Rangkaian AC PWM Dimmer
Prinsip
kerja
rangkaian
penerangan
ini
menggunakan transistor jenis mosfet (IRFP460,
500V/20A, fungsi dioda bridge digunakan untuk
mengontrol tegangan yang masuk menuju lampu yang
redup-terangnya diatur dengan signal pwm pada
Arduino melalui optocupler 4N35 sedangkan fungsi D2,
R4 dan C2 sebagai penyearah dan R4 untuk membatasi
arus yang mengalir melalui D2. Tegangan yang menuju
C2 diatur dengan nilai tegangan maksimum sebesar 10V
oleh R2, R3, C1 dan D3. Optocoupler 4N35 dan R5
digunakan untuk mengaliri „gate‟ pada mosfet IRFP460.
R1 digunakan sebagai perlindungan untuk LED yang
ada di dalam optocoupler 4N35. R1 juga berfungsi
sebagai arus normal yang meminimkan peralatan
sehingga apabila ada lonjakan tegangan dapat
digunakan dengan aman. Optocoupler 4N35 merupakan
Wrapping
7,5 mm2
10 Watt, 220240VAC
15 Watt, 220240VAC
250VAC/10A
250VAC/10A
250VAC/16A
250VAC/10A
P:50cm,
L:5cm,
T:50cm dan
tebal akrilik 3
mm2
1 buah
1 buah
1 buah
5 meter
1 buah
2 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 set
6
3.5.2 Diagram Pengawatan
Setelah melaksanakan perancangan simulator,
maka dilakukanlah perakitan simulator tersebut yang
sesuai dengan kriteria dan tujuan perancangan. Pada
gambar-12 dan 13 dibawah ini adalah diagram
pengawatan simulator yang nantinya akan digabungkan
atau diterapkan dengan hasil rancangan alat sistem
kendali, sedangkan pada gambar 13 adalah layout alat
uji keseluruhan yang akan dirancang dalam bentuk
simulator akrilik.
3.6 Diagram Alir Kerja (Flowchart)
Diagram alir kerja dari rancangan sistem kendali ini
secara garis besar adalah sebagai berikut:
Gambar-12. Diagram Pengawatan Simulator
Pada Posisi Kendali Analog/Remote
Gambar-15. Diagram Alir Kerja
Gambar-13. Diagram Pengawatan Simulator
Simulator ini memiliki tata letak untuk setiap
komponen yang digunakan dan dipasang pada papan
simulasi. Oleh karena itu dibuatlah layout tata letak
komponen agar pemasangan komponen sinkron dan
dapat dioperasikan dengan baik. Berikut adalah gambar
layout dari Proyek Akhir ini :
Gambar-14. Layout Alat Uji Simulator
IV. PENGUJIAN DAN ANALISA
4.1 Pengujian Keseluruhan Sistem
4.1.1 Tahapan Koneksi Alat Sistem Kendali
Ada beberapa tahapan yang menjadi parameter
untuk menghubungkan handled Smartphone Android
dengan alat sistem kendali secara keseluruhan adalah
sebagai berikut:
1. Sistem operasi dari Smartphone Android
disarankan menggunakan Versi 4.2.2 Jelly Bean.
2. Install aplikasi Ardudroid Versi 0.153 yang
diunduh secara gratis di google play.
3. Setelah selesai mengunduh Ardudroid Versi 0.153,
jalankan aplikasi tersebut kemudian hidupkan
koneksi bluetooth di Smartphone dengan menekan
pilihan “allow”.
4. Hidupkan simulator pada posisi remote.
5. Setelah layar LCD dalam keadaan siap digunakan,
tekan menu pada Smartphone android kemudian
pilih “Connect me to a Bluetooth device”.
6. Pilih “scan for device” kemudian lakukan pairing
terhadap Bluetooth HC-05 dengan mac address
00:13:12:12:16:06, maka akan muncul password.
7. Masukkan password default 1234 kemudian pilih
OK.
7
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
Tunggu sesaat setelah muncul “connected to HC05”.
Fungsikan lampu-lampu atau stop kontak sesuai
perintah dari tombol-tombol atau keypad yang
terdapat dalam aplikasi Ardudroid.
Pada menu “Digitalwrite” Fungsi Pin 02 untuk
menghidupkan dan memadamkan lampu 1, Fungsi
Pin 04 untuk menghidupkan dan memadamkan
lampu TL, Fungsi Pin 03 untuk redup-terang
(dimmer) lampu dimmer, Fungsi Pin 07 untuk
menghidupkan dan memadamkan stop kontak.
Khusus untuk Pin 03 redup-terang lampu dimmer
dengan cara menggeser seekbar Pin 03 pada menu
“Analogwrite”
Pada menu “Send/get Arduino Data” tidak
digunakan atau tidak aktif.
Untuk menutup aplikasi Ardudroid cukup
menekan tombol “back” atau exit.
Apabila terjadi kesalahan koneksi maka lakukan
tahapan kembali pada point 5 diatas.
Perhatian !!! koneksi bluetooth hanya akan
berjalan pada satu handled Smartphone saja tidak
bisa dalam beberapa perangkat Smartphone lain
(paralel).
4.1.2 Pengujian Beban
Pada tahap pengujian beban penulis menguji
dengan melakukan beberapa beban lampu pijar
diantaranya, 5 watt, 15 watt, 25 watt, 40 watt, 75 watt
dan 100 watt. Alat ukur yang digunakan adalah dua
buah alat ukur yakni voltmeter (Sanwa CD800a) dan
wattmeter (Wattavi K). Besarnya tegangan dan daya
yang disalurkan melalui relayboard 3 Channel dan
PWM Dimmer dapat dilihat pada tabel 2 dan tabel 3
dibawah ini.
Tabel 2. Hasil Pengujian Beban Pada Relayboard 3 Channel
Tegangan Lampu (Volt)
Komponen Uji
5W
15W
25W
40W
75W
100W
Relay 2
220
220
220
220
220
220
Relay 4
220
220
220
220
220
220
Relay 7
220
220
220
220
220
220
Tegangan Lampu (Volt)
5W
15W
25W
40W
75W
100W
Relay 2
13,0
14,0
22,0
34,0
65,0
85,0
Relay 4
13,0
14,0
22,0
34,0
65,0
85,0
Relay 7
13,0
14,0
22,0
34,0
65,0
85,0
75
179,5
178,6
100
198,2
196,1
173,2
172,5
169,3
165,2
193,2
192,7
188,5
185,3
Daya Lampu (Watt)
5W
15W
25W
40W
75W
100W
0
5,0
6,0
10,0
16,0
31,0
40,0
25
8,0
8,0
15,0
24,0
45,0
58,0
50
10,0
10,0
17,0
28,0
55,0
70,0
75
12,0
11,0
20,0
31,0
62,0
80,0
100
13,0
14,0
22,0
36,0
70,0
90,0
Berdasarkan hasil pengujian diatas dapat
disimpulkan bahwa hasil uji tidak ada kendala yang
besar namun drop dari tegangan lampu turun sehingga
mengakibatkan sedikit panas pada heatsink dari modul
PWM Dimmer, tetapi masih dalam kondisi normal.
4.1.3 Pengujian Jarak Komunikasi Bluetooth
Pengujian jarak komunikasi bluetooth yang penulis
uji terdapat tiga vendor handled Smartphone Android
diantaranya Advan, Samsung dan Sony. Dari ketiga
vendor tersebut dilakukan uji jarak komunikasi
bluetooth di ruangan terbuka maupun ruangan tertutup.
Panjangnya jarak komunikasi tersebut dapat dilihat
dalam tabel 4 dan tabel 5 dibawah ini.
Tabel 4. Hasil Pengujian Jarak Komunikasi Bluetooth di dalam
Ruangan
Vendor
Peng
Smart
Jarak Jenis
Komuni
Lampu
ujian
phone
(m)
Ruangan
kasi
keAndroid
1
1
Terhalang Menyala Berhasil
2
3
Terhalang Menyala Berhasil
3
5
Terhalang Menyala Berhasil
Advan
4
7
Terhalang Menyala Berhasil
5
9
Terhalang Padam
Gagal
6
11
Terhalang Padam
Gagal
7
13
Terhalang Padam
Gagal
1
1
Terhalang Menyala Berhasil
2
3
Terhalang Menyala Berhasil
3
5
Terhalang Menyala Berhasil
Samsung 4
7
Terhalang Menyala Berhasil
5
9
Terhalang Menyala Berhasil
6
11
Terhalang Padam
Gagal
7
13
Terhalang Padam
Gagal
1
1
Terhalang Menyala Berhasil
2
3
Terhalang Menyala Berhasil
3
5
Terhalang Menyala Berhasil
Sony
4
7
Terhalang Menyala Berhasil
5
9
Terhalang Menyala Berhasil
6
11
Terhalang Menyala Berhasil
7
13
Terhalang Padam
Gagal
Tabel 5. Hasil Pengujian Jarak Komunikasi Bluetooth Pada Ruang
Terbuka
Tabel 3. Hasil Pengujian Beban Pada AC PWM Dimmer
Tegangan Lampu (Volt)
Posisi
Seekbar
5W
15W
25W
40W
75W
100W
0
107,6
107,3
101,4
97,5
89,1
85,2
25
138,8
137,7
132,9
131,5
126,3
188,5
50
160,4
159,1
154,5
153,8
147,2
143,8
Vendor
Smart
phone
Android
Advan
Peng
ujian
ke-
Jarak
(m)
1
1
2
5
3
10
Jenis
Ruangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Lampu
Komuni
kasi
Menyala
Berhasil
Menyala
Berhasil
Menyala
Berhasil
8
Samsung
Sony
4
15
5
20
6
26
7
30
1
1
2
5
3
10
4
15
5
20
6
28
7
30
1
1
2
5
3
10
4
15
5
20
6
28
7
30
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Menyala
Berhasil
Menyala
Berhasil
Padam
Gagal
Padam
Gagal
Menyala
Berhasil
Menyala
Berhasil
Menyala
Berhasil
Menyala
Berhasil
Menyala
Berhasil
Padam
Gagal
Padam
Gagal
Menyala
Berhasil
Menyala
Berhasil
Menyala
Berhasil
Menyala
Berhasil
Menyala
Berhasil
Padam
Berhasil
Padam
Gagal
Gambar-16. Simulator Sistem Alat Tampak Atas
Gambar-17. Simulator Sistem Alat Tampak Atas
Berdasarkan hasil pengujian diatas dapat
disimpulkan bahwa hasil uji pemancar bluetooth pada
setiap vendor berjalan dengan lancar, jarak paling jauh
sejauh 12 meter di dalam ruangan dan 28 meter pada
ruangan terbuka, terpilih vendor Smartphone Android
jenis Sony, sedangkan jarak paling dekat di dalam
ruangan sejauh 8 meter dan 24 meter di ruang terbuka
dengan vendor Smartphone Android jenis Advan.
4.2 Pengujian Simulator
Pengujian simulator dilakukan apakah sistem
sudah berjalan sesuai dengan perencanan. pengujian
peralatan dilakukan secara terpisah dan dalam sistem
yang terintegrasi. Dari pengujian akan didapatkan datadata dan bukti-bukti bahwa sistem yang telah dibuat
dapat bekerja dengan baik. Berdasarkan data-data dan
bukti-bukti tersebut diambil analisa terhadap proses
kerja yang nantinya dapat digunakan untuk menarik
kesimpulan dari apa yang telah dibuat dalam proyek
akhir ini.
Pengujian sistem alat kendali dilakukan
berdasarkan parameter-parameter yang telah dirancang
dan di implementasikan ke dalam proyek akhir ini,
diantaranya untuk mempermudah pengujian atau
perhitungan dalam pengujian tersebut maka alat ukur
sangat berperan penting dalam kelancaran masalah yang
ada. Adapun alat ukur yang digunakan dalam proses
pengujian sistem alat kendali ini adalah AVO Meter
dan Watt Meter.
Gambar-18. Simulator Sistem Alat Tampak Atas
4.3 Analisa
Setelah merancang dan mengimplementasikan alat
uji simulator dengan mengendalikan beberapa beban
lampu melalui smartphone Android, maka tegangan dan
daya yang dihasilkan stabil atau tidak ada perubahan
(tabel 2) pada saat posisi analog/manual. Sedangkan
pada saat posisi remote dari simulator tersebut tegangan
dan daya yang dihasilkan semakin besar (linier) ini
diakibatkan drop tegangan yang masuk ke beban lampu
mencapai 88% sampai dengan 90% pada saat tegangan
utama yang masuk sebesar 220V (tabel 3), dengan
9
adanya drop tegangan maka terjadi kerugian (losses)
yang dikeluarkan berupa panas pada heatsink transistor
mosfet. Melihat dari karakteristik rangkaian PWM
Dimmer dari data percobaan tabel 3 menujukan bahwa
semakin besar daya yang dipakai, maka drop tegangan
akan semakin besar. Sehingga akan menghasilkan panas
pada mosfet.
Berdasarkan hasil data pengujian yang terdapat
pada tabel 4 dan 5 jarak komunikasi bluetooth dengan
smartphone menurut datasheet sejauh 10 meter di
dalam ruangan dan 15 meter di ruang terbuka, tetapi
hasil
penelitian
membuktikan bahwa
vendor
Smartphone Android Sony dapat berkomunikasi sejauh
12 meter didalam ruangan dan 28 meter di ruang
terbuka, vendor Samsung sejauh 10 meter didalam
ruangan dan 26 meter di ruang terbuka, sedangkan
vendor Advan sejauh 8 meter didalam ruangan dan 24
meter di ruang terbuka, sehingga vendor dan tipe pada
perangkat Smartphone Android sangatlah menentukan
jarak komunikasi bluetooth tersebut, karena daya pancar
signal teknologi bluetooth yang berada pada setiap
vendor sangatlah berbeda.
V. PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari penyusunan
Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Simulator sistem kendali penerangan rumah
tinggal berbasis arduino-uno dan Smartphone
Android ini akan menghidupkan relay yang
mampu di beri beban lampu maksimal 100 watt
dan daya pada stop kontak maksimal 1000 watt
dengan posisi saklar pemilih analog/manual
maupun remote.
2. Berdasarkan hasil pengujian dan perbandingan
dengan datasheet bluetooth HC-05, ternyata
jangkauan maksimal komunikasi arduino dengan
perangkat Smartphone Android sejauh 12 meter
(ruangan tertutup/terhalang) dan 28 meter (ruang
terbuka/tanpa halangan).
3. Penggunaan dan instalasi simulator ini mampu
diaplikasikan pada tiga vendor Smartphone
Android yakni Sony, Samsung dan Advan berjalan
dengan baik dan tanpa penyimpangan dalam
perangkat lunak maupun kerusakan pada perangkat
keras atau error.
5.2 Saran
Berikut ini adalah beberapa saran untuk
pengembangan alat uji lebih lanjut:
1. Penggunaan beban lampu diatas 100 watt pada
dimmer tidak disarankan, karena drop tegangan
yang dihasilkan semakin besar sehingga akan
terjadi panas yang berlebihan pada mosfet dan
mengakibatkan mosfet menjadi rusak.
2. Penggunaan beban pada stop kontak maksimal
sebesar 1000 watt, apabila melebihi kapasitasnya
maka kontak utama relay pada relayboard akan
menghasilkan panas berlebih dan relay akan
menyebabkan kerusakan, apabila menggunakan
3.
4.
beban diatas 1000 watt seperti Air Conditioner
(AC), pompa air, lemari es dan lain sebagainya
maka perlu menambahkan komponen kontaktor
sebagai switching.
Alat ini dapat berkomunikasi dengan sistem duplex
(dua arah) pada bluetooth yang nantinya dapat
dikembangkan sebagai umpan balik (feedback)
dimana pada saat posisi lampu menyala atau
padam maka di aplikasi ardudroid akan
memberikan tanda (mark).
Alat ini kedepan dapat dikembangkan dengan jarak
jangkauan kendali yang lebih jauh menggunakan
media komunikasi radio RF, WiFi atau bahkan
Internet (Website).
DAFTAR PUSTAKA
[1] Polley Eugene (2014 , Mar . ). The History of TV
Remote Controls: New Remotes, Inc. has been in
business since 1987 and has over 250,000 remotes
in stock. Zenith Corp., IL. [Online]. Tersedia:
http://www.electronicadventure.us/history.htm
[2] Yusuf Oik. (2013, Des 3). Arduino: Arduino
Menjangkau pendidikan lewat keterbukaan. PT.
Kompas Cyber Media., JKT. [Online]. Tersedia:
http://tekno.kompas.com/read/2013/12/03/1420003
/Arduino.Menjangkau.Pendidikan.Lewat.Keterbuk
aan
[3] Supriyanto, “Bahan Ajar Instalasi Dasar Listrik”,
Prinsip dasar instalasi listrik, Bandung: Politeknik
Negeri Bandung, 2011, pp. 1-2.
[4] Arduino TM., Introduction: What is Arduino.
Getting started guide. [Online]. Tersedia:
http://www.arduino.cc/en/Guide/Introduction
[5] ArduinoTM., Overview: Arduino Uno. Arduino
uno
R3
datasheet.
[Online].
Tersedia:
http://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno
[6] ITead Studio., Bluetooth to serial port module.
Bluetooth HC-05 datasheet. [Online]. Tersedia:
http://www.electronicaestudio.com/docs/istd016A.
pdf
[7] Bitar Hazim (2014, Mar 16). Ardudroid.
TechBitar.
[Online].
Tersedia:
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.
techbitar.android.Andruino
[8] Techbitar., Cheap 2-Way Bluetooth Connection
Between Arduino and PC. [Online]. Tersedia:
http://www.instructables.com/id/Cheap-2-WayBluetooth-Connection-Between-Arduino-a/
[9] Rend (2010, Okt 4). Simple Circuit Diagram:
Linear Power Supply. STMicroelectronics., Sao
paulo.
[Online].
Tersedia:
http://www.simplecircuitdiagram.com/2010/10/04/
linear-power-supply/
[10] Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000, Badan
Standarisasi Nasional, 2000, pp. 300-301.
[11] Andrianto Heri, “Pemrograman mikrokontroler
AVR atmega 16 menggunakan bahasa C”, edisi. 2.,
Bandung: Penerbit Informatika, 2013.
10
[12] Febrian Jack, “Pengetahuan komputer dan
teknologi informasi”, edisi 1., Bandung: Penerbit
Informatika, 2004.
[13] Siyamta. (2005, Agustus), Pengantar Teknologi
Bluetooth.
(edisi
1)
[Online]
Tersedia:
http://ikc.depsos.go.id/populer/yamtabluetooth.php
[14] Vishay Electronic GmbH., Siliconix. Power
Mosfet. IRFP460 datasheet. [Online]. Tersedia:
http://www.vishay.com/docs/91237/91237.pdf
[15] Kadir Abdul, “Panduan Praktis Mempelajari
Aplikasi Mikrokontroler dan Pemrogramannya
Menggunakan Arduino”, edisi 1., Yogyakarta:
Penerbit Andi, 2013.
BIODATA PENULIS
Muhammad Nursyeha, lahir di
Bandung 25 Juli 1984. Saat ini
sedang menyelesaikan pendidikan
Diploma III di Jurusan Teknik
Elektro Program Studi Teknik
Listrik Politeknik Negeri Bandung,
Indonesia.
RANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM KENDALI
PENERANGAN RUMAH TINGGAL BERBASIS
ARDUINO-UNO DAN SMARTPHONE ANDROID
Muhammad Nursyeha(1), Toto Tohir, ST., MT(2), Drs. Dwi Septiyanto, SST., M.Eng(3).
m.nursyeha@yahoo.co.nz(1), t_tohir@yahoo.com(2), dwi_dtl@yahoo.com(3).
Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Bandung
Abstrak
Sejak abad ke-20 inovasi di dalam teknologi instrumentasi dan sistem kendali berkembang dengan cepat, hal ini selaras
dengan perkembangan karakteristik masyarakat yang memiliki mobilitas tinggi untuk menginginkan layanan sistem
kendali penerangan rumah tinggal yang nyaman. Berdasarkan pada permasalahan tersebut dibuatlah suatu model pusat
pengaturan atau pusat pengendali perangkat elektronik dari purwarupa menggunakan perangkat keras Arduino-Uno
sebagai pusat kendali, BTshield sebagai media komunikasi bluetooth dan Smartphone Android sebagai pengendali jarak
jauh. Dengan memanfaatkan aplikasi Ardudroid dan bahasa pemrograman C (Arduino IDE) permasalahan tersebut
dapat teratasi. Hasil pengujian sistem ini dapat dikendalikan dengan satu perangkat Smartphone Android pada jarak
kendali 10 meter (ruangan tertutup / terhalang) dan 15 meter (ruang terbuka / tanpa halangan). Keberhasilan tersebut
ditandai dengan menyalanya lampu dan pengaturan nyala pada lampu pijar (dimmer), hal ini diharapkan dapat
diaplikasikan sebagai alat yang bekerja secara akurat serta mempermudah dalam mengendalikan beberapa beban listrik
dalam waktu yang bersamaan.
Kata kunci: Arduino-Uno, Bluetooth, Ardudroid, Smartphone Android, Sistem Penerangan Rumah Tinggal.
Abstract
Since the 20th century technological innovation in the instrumentation and control system developed rapidly, it is in
line with the development of the characteristics of people who have high mobility for lighting control systems services
want a comfortable home. Based on these problems was made a model of the center or center setting control electronic
devices from a hardware prototype using Arduino-Uno as the control center, BTshield as a Bluetooth communication
and Android Smartphone as a remote control. By utilizing Ardudroid applications and programming languages C
(Arduino IDE) can overcome these problems. The results of the testing of these systems can be controlled with a
Smartphone Android devices at a distance of 10 meters control (closed room / blocked) and 15 meters (open space /
without a hitch). The success is marked by lights and setting flame on bulbs (dimmer), this method can be applied as a
tool to work accurately and makes for easy control of some of the electrical load at the same time.
Keywords: Arduino-Uno, Bluetooth, Ardudroid, Android Smartphone, House Lighting System.
I.
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan perkembangan teknologi dalam
bidang listrik, elektronika dan instrumentasi, kebutuhan
perangkat yang mempermudah pekerjaan telah
berkembang selaras dengan fungsional dan efektifitas
dari perangkat yang tercipta. Kenyataan ini dapat
terlihat dengan terciptanya perangkat elektronik
bersaklar nirkabel seperti remote control TV yang
menggunakan sinar infra merah (Eugene Polley.,
2014)[1].
Pada jaman sekarang ini, peralatan nirkabel yang
sudah dimiliki sebagian banyak orang adalah telepon
selular atau Handphone. Handphone merupakan suatu
alat yang dapat membantu manusia berkomunikasi
walaupun pada jarak yang jauh. Semakin majunya
teknologi dalam bidang komunikasi jarak jauh, maka
fungsional handphone tidak hanya dipakai sebagai
komunikasi, akan tetapi handphone digunakan sebagai
buku catatan elektronik, alarm, dan aplikasi lain yang
melibatkan dunia luar. Untuk kebutuhan yang semakin
berkembang, handphone pun telah memiliki berbagai
teknologi seperti sinar infra merah, bluetooth bahkan
Wifi.
Platform Arduino tak lain merupakan board
berbasis micro-controller sederhana untuk sistem
embedded yang bisa diprogram untuk berbagai
keperluan, di pusatnya terdapat mikroprosesor Atmel 8bit AVR yang bertindak sebagai pengendali (Oik
Yusuf., 2013)[2].
Atas dasar kebutuhan perangkat elektronika yang
mampu digunakan efektif dan mempermudah untuk
mengontrol perangkat lain, dirancang suatu prototipe
yang dapat mengendalikan saklar beberapa perangkat
elektronik dalam suatu rumah tinggal dengan perangkat
elektronik yang sudah ada (Handphone).
Untuk memanfaatkan teknik antarmuka (Interface)
Arduino dengan bluetooth maka saklar peralatan
elektronik dapat dikendalikan melalui
sebuah
Smartphone Android, dengan penggunaan bluetooth
yang handal dan perangkat komunikasi berupa
Smartphone Android tersebut dapat dimanfaatkan untuk
mengendalikan sistem penarangan rumah tinggal dari
jarak jauh secara aman, efisien dan hemat waktu.
2
1.2 Tujuan
1. Merancang sebuah alat sistem kendali penerangan
rumah tinggal berbasis Arduino-Uno dan
Smartphone Android dengan beban lampu pijar
maksimal 100 watt dan daya pada stop kontak
maksimal 1000 watt
2. Mengimplementasikan alat
sistem kendali
penerangan rumah tinggal berbasis Arduino-Uno
dan Smartphone Android dengan jarak jangkauan
10 meter (ruangan tertutup/terhalang) dan 15 meter
(ruang terbuka/tanpa halangan).
3. Mampu di aplikasikan pada beberapa vendor
Smartphone Android sebagai pengendali jarak jauh
(Remote).
1.3 Pembatasan Masalah
1. Alat ini menggunakan modul Arduino Uno
berbasis Mikrokontroler ATMega328, Smartphone
Android, modul bluetooth HC-05 dan penulis tidak
membahas secara rinci mengenai struktur dari
modul bluetooth tersebut.
2. Alat ini memanfaatkan aplikasi Ardudroid Versi
0.154 yang diunduh secara gratis di google play
dimana penulis tidak membahas secara rinci
pembuatan aplikasi tersebut.
3. Sistem
ini
menyalakan-mematikan
saklar
perangkat (relay) dan redup-terang lampu pijar
(dimmer) pada simulator serta dibatasi dengan satu
pengendali pada suatu waktu.
II. LANDASAN TEORI
2.1 Arduino
Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari
physical computing yang bersifat open source. Pertamatama perlu dipahami bahwa kata “platform” di sini
adalah sebuah pilihan kata yang tepat. Arduino tidak
hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi ia
adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman
dan Integrated Development Environment (IDE) yang
canggih. IDE adalah sebuah software yang sangat
berperan untuk menulis program, meng-compile
menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory
mikrokontroller (Feri Djuandi)[5]. Arduino merupakan
kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open
source yang di dalamnya terdapat komponen utama
yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR
dari perusahaan Atmel.
2.2 Arduino-Uno R3
Arduino-Uno R3 adalah arduino board yang
menggunakan mikrokontroler ATmega328. Arduino
Uno memiliki 14 pin digital (6 pin dapat digunakan
sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah 16 MHz
osilator kristal, sebuah koneksi USB, sebuah konektor
sumber tegangan, sebuah header ICSP, dan sebuah
tombol reset. Arduino-Uno R3 memuat segala hal yang
dibutuhkan untuk mendukung sebuah mikrokontroler.
Sumber tegangan Arduino-Uno R3 melalui USB atau
memberikan tegangan DC dari baterai atau adaptor AC
ke DC.
Gambar-1. Arduino-Uno R3
2.3 Bluetooth HC-05
Bluetooth HC-05 Adalah sebuah modul bluetooth
SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan untuk
komunikasi serial wireless (nirkabel). HC-05
menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR
(Enchanced Data Rate) 3Mbps dengan memanfaatkan
gelombang radio berfrekuensi 2,4 GHz.
Gambar-2. Bluetooth HC-05
2.4 Catu Daya / Power Supply Arduino Uno
Arduino Uno dapat diberi daya melalui koneksi
USB (Universal Serial Bus) atau melalui power supply
eksternal. Jika Arduino Uno dihubungkan ke kedua
sumber daya tersebut secara bersamaan maka Arduino
Uno akan memilih salah satu sumber daya secara
otomatis untuk digunakan. Power supply external (yang
bukan melalui USB) dapat berasal dari adaptor AC ke
DC atau baterai. Adaptor dapat dihubungkan ke socket
power pada Arduino Uno. Jika menggunakan baterai,
ujung kabel yang dibubungkan ke baterai dimasukkan
kedalam pin GND dan Vin yang berada pada konektor
Power.
Gambar-3. Catu daya / Power Supply
2.5 Perangkat Lunak Arduino IDE
Software Arduino yang akan digunakan adalah
driver dan IDE, walaupun masih ada beberapa software
lain yang sangat berguna selama pengembangan
Arduino. Perangkat lunak (software) merupakan
komponen yang membuat sebuah mikrokontroller dapat
bekerja. Arduino board akan bekerja sesuai dengan
perintah yang ada dalam perangkat lunak yang
ditanamkan padanya. Bahasa Pemrograman Arduino
adalah bahasa pemrograman utama yang digunakan
untuk membuat program untuk Arduino board. Bahasa
pemrograman
Arduino
menggunakan
bahasa
pemrograman C sebagai dasarnya.
3
Gambar-4. Perangkat Lunak Arduino IDE
2.5 Ardudroid Versi 0.154
Ardudroid adalah sebuah aplikasi Android
sederhana gratis untuk membantu mengontrol pin
Arduino Uno dari ponsel Android secara nirkabel dalam
sistem terprogram. Ardudroid menjalankan antarmuka
(interface) pengguna Android sederhana untuk berbagai
keperluan diantaranya mengendalikan sinyal digital dan
Pulse Wave Modulation (PWM) pin Arduino Uno,
mengirim pesan teks perintah untuk Arduino dan
menerima data dari Arduino melalui bluetooth serial
pada smartphone Android.
semikonduktor pembuatnya, yaitu tipe N (nMOS) dan
tipe P (pMOS).
Bahan semikonduktor yang digunakan untuk
membuat MOSFET adalah silikon, namun beberapa
produsen IC, terutama IBM, mulai menggunakan
campuran silikon dan germanium (SiGe) sebagai kanal
MOSFET. MOSFET memiliki drain, source dan gate,
namun perbedaannya gate terisolasi oleh suatu bahan
oksida. Gate sendiri terbuat dari bahan metal seperti
aluminium. Oleh karena itulah transistor ini dinamakan
metal-oxide. Karena gate yang terisolasi, sering jenis
transistor ini disebut juga IGFET yaitu insulated-gate
FET.
(a)
(b)
Gambar-7. Transistor Mosfet, (a) Jenis TO-220 (b) Jenis SMD
2.8 Optocoupler
Optocoupler adalah suatu piranti yang terdiri dari 2
bagian yaitu transmitter dan receiver, yaitu antara
bagian cahaya dengan bagian deteksi sumber cahaya
terpisah. Biasanya optocoupler digunakan sebagai saklar
elektrik, yang bekerja secara otomatis. Pada dasarnya
Optocoupler adalah suatu komponen penghubung
(coupling) yang bekerja berdasarkan picu cahaya optic.
Gambar-8. Simbol Optocoupler
Gambar-5. Ardudroid Versi 0.154
III. PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI
3.1 Perancangan Alat Sistem Kendali
2.6 Layar LCD (Liquid Crystal Display)
LCD (Liquid Crystal Display) atau tampilan
Kristal Cair adalah suatu jenis media tampilan yang
menggunakan kristal cair sebagai penampil utama.
LCD bisa memunculkan gambar atau tulisan baik
monocrhome atau hitam putih maupun colour atau
berwarna, ini dikarenakan terdapat banyak sekali titik
cahaya (piksel) yang terdiri dari satu buah kristal cair
sebagai sebuah titik cahaya.
Bluetooth
Connection
Driver
Lampu
Driver
Dimmer
Gambar-9. Perancangan Alat Sistem Kendali
Gambar-6. Ardudroid Versi 0.154
2.7 Transistor MOSFET
Transistor Metal Oxide Semiconductor Field-Effect
Transistor atau biasa disebut MOSFET adalah sejenis
transistor yang digunakan sebagai penguat, tapi paling
sering transistor jenis ini difungsikan sebagai saklar
elektronik. Ada dua jenis MOSFET menurut jenis bahan
Penjelasan dari masing-masing blok pada gambar9 di atas adalah sebagai berikut:
Smartphone Android
Smartphone Android pada tugas akhir ini akan
difungsikan seperti halnya sebuah remote control.
Smartphone Android akan mengirimkan perintah
ke Arduino Uno melalui koneksi bluetooth HC-05
4
dan Arduino Uno nantinya yang akan
mengeksekusi perintah ke plant. Smartphone
Android yang dipakai harus memiliki komunikasi
bluetooth.
Bluetooth HC-05
Bluetooth HC-05 berfungsi sebagai jembatan
media komunikasi nirkabel yang menghubungkan
Smartphone Android ke Arduino Uno. Untuk
dapat mengakses bluetooth ini dibutuhkan pairing
pada Smartphone Android dengan default
password 1234.
Arduino Uno-R3
Arduino Uno-R3 digunakan untuk menerima
perintah dari Smartphone Android melalui media
komunikasi Bluetooth HC-05, setiap selesai
mengeksekusi sebuah perintah, mikrokontroler
yang ada dalam Arduino Uno-R3 akan
memberikan perintah ke driver lampu (relayboard)
menyalakan
atau
mematikan
lampu,
mikrokontroler akan mengubah status di salah satu
pin-nya yang berhubungan dengan lampu yang
bersangkutan, sedangkan untuk perintah berupa
redup-terang sebuah lampu pijar, mikrokontroler
akan memberikan perintah kepada pwm dimmer
untuk meredup-terangkan sebuah lampu pijar
sesuai dengan penerangan lampu yang diinginkan
melalui kendali Smartphone Android.
LCD 16x2
LCD 16x2 difungsikan sebagai pemberitahuan
dimana ketika lampu menyala maka karakter
dalam LCD akan menampilkan kata “ON” dan
“OFF” ketika lampu dalam keadaan padam, ini
juga berfungsi apabila dalam keadaan “ON” tetapi
lampu tidak menyala maka menandakan bahwa
lampu putus atau jalur kabel pada lampu tersebut
terputus.
Driver Lampu (relayboard)
Driver lampu (relayboard) pada sistem ini
berfungsi untuk menyalakan dan memadamkan
lampu secara langsung pada simulator, sesuai
dengan yang diperintahkan oleh Arduino. Ketika
menerima logika 1 dari Arduino, driver akan
memberikan tegangan positif ke basis transistor
sehingga transistor akan bekerja, LED menyala
dan relay pun akan bekerja menarik kontak utama
yang ada pada relay tersebut menutup maka lampu
pijar akan menyala. Sebaliknya ketika menerima
logika 0 dari Arduino, driver tidak memberikan
tegangan, sehingga transistor tidak bekerja, LED
padam dan relay pun tidak bekerja sehingga
kontak utama yang ada pada relay tersebut
membuka maka lampu pijar padam. Untuk beban
lampu pijar dapat diganti dengan beban-beban lain
seperti lampu TL, televisi, kulkas, Air Conditioner,
motor listrik, dsb.
Driver Dimmer (PWM Dimmer)
Driver dimmer (PWM Dimmer) akan difungsikan
untuk meredup-terangkan lampu pijar pada
simulator, ketika menerima logika 1 dari Arduino,
driver akan memberikan tegangan positif ke
optocoupler sehingga optocoupler akan bekerja
maka lampu pijar akan redup, ini diakibatkan
gerbang pada mosfet tertahan. Untuk membuka
gerbang pada mosfet tersebut harus ada pengaturan
dari optocoupler yang menerima sinyal PWM
(pulse width modulation) yang diatur oleh
Arduino. Ketika ada pengaturan PWM dari
Arduino, driver akan memberikan tegangan positif
perlahan ke optocoupler sehingga optocoupler
akan mengkopling gerbang mosfet secara perlahan
pula maka lampu pijar akan menyala dari redup ke
terang
seiring
penerimaan
kopling
dari
optocoupler.
Simulator Sistem Kendali Penerangan
Untuk mensimulasikan sistem ini, maka akan
diujicobakan pada plant yang berupa simulator.
Simulator ini terdiri dari beberapa lampu, MCB,
Fuse, saklar SPDT toggle, saklar seri, saklar
dimmer dan sebuah stop kontak. Lampu yang
digunakan adalah 2 buah lampu pijar dan 1 buah
lampu TL. Selain itu pada simulator ini terdapat
relay 220v dan perangkat sistem kendali dalam
proyek akhir ini.
3.2 Pemilihan Smartphone Android
Banyaknya berbagai macam vendor, jenis atau
model dari smartphone Android di pasaran tetapi belum
tentu mendapatkan spesifikasi yang sinkron untuk
proyek akhir ini, adapun pemilihan smartphone Android
dengan menggunakan handheld Android baik jenis
handphone ataupun tablet dengan spesifikasi minimal
sebagai berikut (Hazim Bitar., 2014)[9]:
a. Sistem operasi Android versi 4.2.2 (Jelly Bean).
b. CPU 800 MHz
c. Memory 200 MB
d. Jaringan 2G ( GMS 850/900/1800/1900) dan 3G
(HSDPA 900/2100)
e. Bluetooth v.3 with A2DP
f.
Ardudroid versi 0.153 (Aplikasi yang harus di
instal via google play)
g. Layar 240x320 pixels TFT capacitive touchscreen,
256K colors, multitouch.
3.3 Perancangan Driver Lampu (Relayboard)
Dalam perancangan driver lampu (Relayboard)
untuk beban penarangan lampu penulis membuat
perangkat Relayboard 3 Channel artinya ada 3 buah
relay yang tegangan coilnya 5V dan mempunyai jumlah
pin sebanyak 5 buah dimana tegangan yang dapat dilalui
dari kontak utama relay tersebut adalah 250VAC dan
arus yang dapat dilaluinya sebesar 10A. Untuk sistem
otomatisasi
pengendali
relay-relay
tersebut
dikendalikan oleh pin out dari perangkat Arduino.
Tegangan-tegangan pin out pada Arduino pada
dasarnya memiliki tegangan rata-rata dibawah 5Volt,
sehingga tegangan yang masuk pada coil relay kurang
cukup untuk menggerakkan kontak utama relay
tersebut, maka diperlukan penguatan tegangan atau
switching tegangan menggunakan transistor dan dioda
zener sebagai pengatur arus balik yang ditimbulkan dari
5
impedansi coil relay tersebut. Gambar rangkaian dapat
dilihat pada gambar-10 dibawah ini.
Gambar-10. Rangkaian Relay Board 3 Channel
Fungsi lampu LED 1, LED 2 dan LED 3 adalah
untuk menandakan bahwa relay menyala maka LED
akan menyala pula artinya ada arus yang akan mengalir
pada coil relay-relay tersebut dan kontak-kontak utama
relay akan menutup. Sedangkan Header P1 pin 1 adalah
catu daya positip 5VDC, pin 2, pin 3 dan pin 4 input
dari pengendali Arduino dan pin 5 adalah ground.
Untuk Header P2 pin 1 adalah fasa 220VAC dari
jala-jala PLN, pin 2, pin 3 dan pin 4 adalah fasa ke
beban lampu penerangan.
3.4 Perancangan Driver Dimmer (PWM Dimmer)
Pada perancangan Driver Dimmer (PWM Dimmer)
ini di buat dalam layout PCB dan dirancang
menggunakan komponen-komponen yang telah
disesuaikan menurut skema rangkaian PWM Dimmer
pada gambar-11 dibawah ini.
jenis isolasi class -11, hal ini akan meyakinkan
ketahanan pada regulator tersebut.
Pada saat tegangan utama 220V masuk kedalam
rangkaian ini, maka tegangan keluaran hanya sekitar
2,5V - 2,8V saja pada saat tidak dibebani, dan ketika
dibebani tegangan keluaran mencapai 88% sampai
dengan 90% saja, ini disebabkan karena adanya drop
tegangan dari IRFP460. Ketika beban lampu menyala,
maka tegangan yang masuk menuju resistor menjadi
maksimum sekitar 190V – 200V dengan tegangan
utama sebesar 220V. Lampu elektronik, seperti lampu
jenis hemat energi tidak dapat di dimmer dengan
rangkaian ini karena lampu jenis ini menggunakan
penyearah. Dengan catatan bahwa rangkaian ini juga
tidak dapat digunakan untuk mengontrol beban induktif
seperti lampu TL (Ton Giesberts., 2013)[12].
3.5 Perancangan Simulator
Dalam proses perancangan simulator dari Proyek
Akhir Rancangan dan Implementasi Sistem Kendali
Penerangan Rumah Tinggal Berbasis Arduino-Uno dan
Smartphone Android ini secara umum perancangannya
memenuhi aspek-aspek sebagai berikut:
3.5.1 Spesifikasi Alat Simulator
Spesifikasi alat yang ingin dicapai dalam
pembuatan Proyek Akhir ini terlihat pada tabel 1
dibawah ini :
Tabel 1. Spesifikasi Alat Simulator
No
Nama Komponen
Spesifikasi
Jumlah
1
Kabel NYAF
1.5 mm2
2
3
MCB 1 Fasa
Glass Fuse + Holder
4
Saklar on-off-on
5
Relay 14P + Holder
6
Strip Terminal
4A, 240/415V
2A, 5 mm2
SPDT
250VAC, 15A
Coil:
220VAC,
Contact:
250VAC/5A,
28VDC/5A
4 mm2 isi 12
pin
25
Meter
1 buah
1 buah
7
Spiral
Band
8
Lampu TL
9
Lampu Pijar
10
11
12
13
Kabel Power
Saklar Seri
Stop Kontak
Saklar Dimmer
14
Akrilik
Gambar-11. Rangkaian AC PWM Dimmer
Prinsip
kerja
rangkaian
penerangan
ini
menggunakan transistor jenis mosfet (IRFP460,
500V/20A, fungsi dioda bridge digunakan untuk
mengontrol tegangan yang masuk menuju lampu yang
redup-terangnya diatur dengan signal pwm pada
Arduino melalui optocupler 4N35 sedangkan fungsi D2,
R4 dan C2 sebagai penyearah dan R4 untuk membatasi
arus yang mengalir melalui D2. Tegangan yang menuju
C2 diatur dengan nilai tegangan maksimum sebesar 10V
oleh R2, R3, C1 dan D3. Optocoupler 4N35 dan R5
digunakan untuk mengaliri „gate‟ pada mosfet IRFP460.
R1 digunakan sebagai perlindungan untuk LED yang
ada di dalam optocoupler 4N35. R1 juga berfungsi
sebagai arus normal yang meminimkan peralatan
sehingga apabila ada lonjakan tegangan dapat
digunakan dengan aman. Optocoupler 4N35 merupakan
Wrapping
7,5 mm2
10 Watt, 220240VAC
15 Watt, 220240VAC
250VAC/10A
250VAC/10A
250VAC/16A
250VAC/10A
P:50cm,
L:5cm,
T:50cm dan
tebal akrilik 3
mm2
1 buah
1 buah
1 buah
5 meter
1 buah
2 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 set
6
3.5.2 Diagram Pengawatan
Setelah melaksanakan perancangan simulator,
maka dilakukanlah perakitan simulator tersebut yang
sesuai dengan kriteria dan tujuan perancangan. Pada
gambar-12 dan 13 dibawah ini adalah diagram
pengawatan simulator yang nantinya akan digabungkan
atau diterapkan dengan hasil rancangan alat sistem
kendali, sedangkan pada gambar 13 adalah layout alat
uji keseluruhan yang akan dirancang dalam bentuk
simulator akrilik.
3.6 Diagram Alir Kerja (Flowchart)
Diagram alir kerja dari rancangan sistem kendali ini
secara garis besar adalah sebagai berikut:
Gambar-12. Diagram Pengawatan Simulator
Pada Posisi Kendali Analog/Remote
Gambar-15. Diagram Alir Kerja
Gambar-13. Diagram Pengawatan Simulator
Simulator ini memiliki tata letak untuk setiap
komponen yang digunakan dan dipasang pada papan
simulasi. Oleh karena itu dibuatlah layout tata letak
komponen agar pemasangan komponen sinkron dan
dapat dioperasikan dengan baik. Berikut adalah gambar
layout dari Proyek Akhir ini :
Gambar-14. Layout Alat Uji Simulator
IV. PENGUJIAN DAN ANALISA
4.1 Pengujian Keseluruhan Sistem
4.1.1 Tahapan Koneksi Alat Sistem Kendali
Ada beberapa tahapan yang menjadi parameter
untuk menghubungkan handled Smartphone Android
dengan alat sistem kendali secara keseluruhan adalah
sebagai berikut:
1. Sistem operasi dari Smartphone Android
disarankan menggunakan Versi 4.2.2 Jelly Bean.
2. Install aplikasi Ardudroid Versi 0.153 yang
diunduh secara gratis di google play.
3. Setelah selesai mengunduh Ardudroid Versi 0.153,
jalankan aplikasi tersebut kemudian hidupkan
koneksi bluetooth di Smartphone dengan menekan
pilihan “allow”.
4. Hidupkan simulator pada posisi remote.
5. Setelah layar LCD dalam keadaan siap digunakan,
tekan menu pada Smartphone android kemudian
pilih “Connect me to a Bluetooth device”.
6. Pilih “scan for device” kemudian lakukan pairing
terhadap Bluetooth HC-05 dengan mac address
00:13:12:12:16:06, maka akan muncul password.
7. Masukkan password default 1234 kemudian pilih
OK.
7
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
Tunggu sesaat setelah muncul “connected to HC05”.
Fungsikan lampu-lampu atau stop kontak sesuai
perintah dari tombol-tombol atau keypad yang
terdapat dalam aplikasi Ardudroid.
Pada menu “Digitalwrite” Fungsi Pin 02 untuk
menghidupkan dan memadamkan lampu 1, Fungsi
Pin 04 untuk menghidupkan dan memadamkan
lampu TL, Fungsi Pin 03 untuk redup-terang
(dimmer) lampu dimmer, Fungsi Pin 07 untuk
menghidupkan dan memadamkan stop kontak.
Khusus untuk Pin 03 redup-terang lampu dimmer
dengan cara menggeser seekbar Pin 03 pada menu
“Analogwrite”
Pada menu “Send/get Arduino Data” tidak
digunakan atau tidak aktif.
Untuk menutup aplikasi Ardudroid cukup
menekan tombol “back” atau exit.
Apabila terjadi kesalahan koneksi maka lakukan
tahapan kembali pada point 5 diatas.
Perhatian !!! koneksi bluetooth hanya akan
berjalan pada satu handled Smartphone saja tidak
bisa dalam beberapa perangkat Smartphone lain
(paralel).
4.1.2 Pengujian Beban
Pada tahap pengujian beban penulis menguji
dengan melakukan beberapa beban lampu pijar
diantaranya, 5 watt, 15 watt, 25 watt, 40 watt, 75 watt
dan 100 watt. Alat ukur yang digunakan adalah dua
buah alat ukur yakni voltmeter (Sanwa CD800a) dan
wattmeter (Wattavi K). Besarnya tegangan dan daya
yang disalurkan melalui relayboard 3 Channel dan
PWM Dimmer dapat dilihat pada tabel 2 dan tabel 3
dibawah ini.
Tabel 2. Hasil Pengujian Beban Pada Relayboard 3 Channel
Tegangan Lampu (Volt)
Komponen Uji
5W
15W
25W
40W
75W
100W
Relay 2
220
220
220
220
220
220
Relay 4
220
220
220
220
220
220
Relay 7
220
220
220
220
220
220
Tegangan Lampu (Volt)
5W
15W
25W
40W
75W
100W
Relay 2
13,0
14,0
22,0
34,0
65,0
85,0
Relay 4
13,0
14,0
22,0
34,0
65,0
85,0
Relay 7
13,0
14,0
22,0
34,0
65,0
85,0
75
179,5
178,6
100
198,2
196,1
173,2
172,5
169,3
165,2
193,2
192,7
188,5
185,3
Daya Lampu (Watt)
5W
15W
25W
40W
75W
100W
0
5,0
6,0
10,0
16,0
31,0
40,0
25
8,0
8,0
15,0
24,0
45,0
58,0
50
10,0
10,0
17,0
28,0
55,0
70,0
75
12,0
11,0
20,0
31,0
62,0
80,0
100
13,0
14,0
22,0
36,0
70,0
90,0
Berdasarkan hasil pengujian diatas dapat
disimpulkan bahwa hasil uji tidak ada kendala yang
besar namun drop dari tegangan lampu turun sehingga
mengakibatkan sedikit panas pada heatsink dari modul
PWM Dimmer, tetapi masih dalam kondisi normal.
4.1.3 Pengujian Jarak Komunikasi Bluetooth
Pengujian jarak komunikasi bluetooth yang penulis
uji terdapat tiga vendor handled Smartphone Android
diantaranya Advan, Samsung dan Sony. Dari ketiga
vendor tersebut dilakukan uji jarak komunikasi
bluetooth di ruangan terbuka maupun ruangan tertutup.
Panjangnya jarak komunikasi tersebut dapat dilihat
dalam tabel 4 dan tabel 5 dibawah ini.
Tabel 4. Hasil Pengujian Jarak Komunikasi Bluetooth di dalam
Ruangan
Vendor
Peng
Smart
Jarak Jenis
Komuni
Lampu
ujian
phone
(m)
Ruangan
kasi
keAndroid
1
1
Terhalang Menyala Berhasil
2
3
Terhalang Menyala Berhasil
3
5
Terhalang Menyala Berhasil
Advan
4
7
Terhalang Menyala Berhasil
5
9
Terhalang Padam
Gagal
6
11
Terhalang Padam
Gagal
7
13
Terhalang Padam
Gagal
1
1
Terhalang Menyala Berhasil
2
3
Terhalang Menyala Berhasil
3
5
Terhalang Menyala Berhasil
Samsung 4
7
Terhalang Menyala Berhasil
5
9
Terhalang Menyala Berhasil
6
11
Terhalang Padam
Gagal
7
13
Terhalang Padam
Gagal
1
1
Terhalang Menyala Berhasil
2
3
Terhalang Menyala Berhasil
3
5
Terhalang Menyala Berhasil
Sony
4
7
Terhalang Menyala Berhasil
5
9
Terhalang Menyala Berhasil
6
11
Terhalang Menyala Berhasil
7
13
Terhalang Padam
Gagal
Tabel 5. Hasil Pengujian Jarak Komunikasi Bluetooth Pada Ruang
Terbuka
Tabel 3. Hasil Pengujian Beban Pada AC PWM Dimmer
Tegangan Lampu (Volt)
Posisi
Seekbar
5W
15W
25W
40W
75W
100W
0
107,6
107,3
101,4
97,5
89,1
85,2
25
138,8
137,7
132,9
131,5
126,3
188,5
50
160,4
159,1
154,5
153,8
147,2
143,8
Vendor
Smart
phone
Android
Advan
Peng
ujian
ke-
Jarak
(m)
1
1
2
5
3
10
Jenis
Ruangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Lampu
Komuni
kasi
Menyala
Berhasil
Menyala
Berhasil
Menyala
Berhasil
8
Samsung
Sony
4
15
5
20
6
26
7
30
1
1
2
5
3
10
4
15
5
20
6
28
7
30
1
1
2
5
3
10
4
15
5
20
6
28
7
30
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Tanpa
Halangan
Menyala
Berhasil
Menyala
Berhasil
Padam
Gagal
Padam
Gagal
Menyala
Berhasil
Menyala
Berhasil
Menyala
Berhasil
Menyala
Berhasil
Menyala
Berhasil
Padam
Gagal
Padam
Gagal
Menyala
Berhasil
Menyala
Berhasil
Menyala
Berhasil
Menyala
Berhasil
Menyala
Berhasil
Padam
Berhasil
Padam
Gagal
Gambar-16. Simulator Sistem Alat Tampak Atas
Gambar-17. Simulator Sistem Alat Tampak Atas
Berdasarkan hasil pengujian diatas dapat
disimpulkan bahwa hasil uji pemancar bluetooth pada
setiap vendor berjalan dengan lancar, jarak paling jauh
sejauh 12 meter di dalam ruangan dan 28 meter pada
ruangan terbuka, terpilih vendor Smartphone Android
jenis Sony, sedangkan jarak paling dekat di dalam
ruangan sejauh 8 meter dan 24 meter di ruang terbuka
dengan vendor Smartphone Android jenis Advan.
4.2 Pengujian Simulator
Pengujian simulator dilakukan apakah sistem
sudah berjalan sesuai dengan perencanan. pengujian
peralatan dilakukan secara terpisah dan dalam sistem
yang terintegrasi. Dari pengujian akan didapatkan datadata dan bukti-bukti bahwa sistem yang telah dibuat
dapat bekerja dengan baik. Berdasarkan data-data dan
bukti-bukti tersebut diambil analisa terhadap proses
kerja yang nantinya dapat digunakan untuk menarik
kesimpulan dari apa yang telah dibuat dalam proyek
akhir ini.
Pengujian sistem alat kendali dilakukan
berdasarkan parameter-parameter yang telah dirancang
dan di implementasikan ke dalam proyek akhir ini,
diantaranya untuk mempermudah pengujian atau
perhitungan dalam pengujian tersebut maka alat ukur
sangat berperan penting dalam kelancaran masalah yang
ada. Adapun alat ukur yang digunakan dalam proses
pengujian sistem alat kendali ini adalah AVO Meter
dan Watt Meter.
Gambar-18. Simulator Sistem Alat Tampak Atas
4.3 Analisa
Setelah merancang dan mengimplementasikan alat
uji simulator dengan mengendalikan beberapa beban
lampu melalui smartphone Android, maka tegangan dan
daya yang dihasilkan stabil atau tidak ada perubahan
(tabel 2) pada saat posisi analog/manual. Sedangkan
pada saat posisi remote dari simulator tersebut tegangan
dan daya yang dihasilkan semakin besar (linier) ini
diakibatkan drop tegangan yang masuk ke beban lampu
mencapai 88% sampai dengan 90% pada saat tegangan
utama yang masuk sebesar 220V (tabel 3), dengan
9
adanya drop tegangan maka terjadi kerugian (losses)
yang dikeluarkan berupa panas pada heatsink transistor
mosfet. Melihat dari karakteristik rangkaian PWM
Dimmer dari data percobaan tabel 3 menujukan bahwa
semakin besar daya yang dipakai, maka drop tegangan
akan semakin besar. Sehingga akan menghasilkan panas
pada mosfet.
Berdasarkan hasil data pengujian yang terdapat
pada tabel 4 dan 5 jarak komunikasi bluetooth dengan
smartphone menurut datasheet sejauh 10 meter di
dalam ruangan dan 15 meter di ruang terbuka, tetapi
hasil
penelitian
membuktikan bahwa
vendor
Smartphone Android Sony dapat berkomunikasi sejauh
12 meter didalam ruangan dan 28 meter di ruang
terbuka, vendor Samsung sejauh 10 meter didalam
ruangan dan 26 meter di ruang terbuka, sedangkan
vendor Advan sejauh 8 meter didalam ruangan dan 24
meter di ruang terbuka, sehingga vendor dan tipe pada
perangkat Smartphone Android sangatlah menentukan
jarak komunikasi bluetooth tersebut, karena daya pancar
signal teknologi bluetooth yang berada pada setiap
vendor sangatlah berbeda.
V. PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari penyusunan
Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Simulator sistem kendali penerangan rumah
tinggal berbasis arduino-uno dan Smartphone
Android ini akan menghidupkan relay yang
mampu di beri beban lampu maksimal 100 watt
dan daya pada stop kontak maksimal 1000 watt
dengan posisi saklar pemilih analog/manual
maupun remote.
2. Berdasarkan hasil pengujian dan perbandingan
dengan datasheet bluetooth HC-05, ternyata
jangkauan maksimal komunikasi arduino dengan
perangkat Smartphone Android sejauh 12 meter
(ruangan tertutup/terhalang) dan 28 meter (ruang
terbuka/tanpa halangan).
3. Penggunaan dan instalasi simulator ini mampu
diaplikasikan pada tiga vendor Smartphone
Android yakni Sony, Samsung dan Advan berjalan
dengan baik dan tanpa penyimpangan dalam
perangkat lunak maupun kerusakan pada perangkat
keras atau error.
5.2 Saran
Berikut ini adalah beberapa saran untuk
pengembangan alat uji lebih lanjut:
1. Penggunaan beban lampu diatas 100 watt pada
dimmer tidak disarankan, karena drop tegangan
yang dihasilkan semakin besar sehingga akan
terjadi panas yang berlebihan pada mosfet dan
mengakibatkan mosfet menjadi rusak.
2. Penggunaan beban pada stop kontak maksimal
sebesar 1000 watt, apabila melebihi kapasitasnya
maka kontak utama relay pada relayboard akan
menghasilkan panas berlebih dan relay akan
menyebabkan kerusakan, apabila menggunakan
3.
4.
beban diatas 1000 watt seperti Air Conditioner
(AC), pompa air, lemari es dan lain sebagainya
maka perlu menambahkan komponen kontaktor
sebagai switching.
Alat ini dapat berkomunikasi dengan sistem duplex
(dua arah) pada bluetooth yang nantinya dapat
dikembangkan sebagai umpan balik (feedback)
dimana pada saat posisi lampu menyala atau
padam maka di aplikasi ardudroid akan
memberikan tanda (mark).
Alat ini kedepan dapat dikembangkan dengan jarak
jangkauan kendali yang lebih jauh menggunakan
media komunikasi radio RF, WiFi atau bahkan
Internet (Website).
DAFTAR PUSTAKA
[1] Polley Eugene (2014 , Mar . ). The History of TV
Remote Controls: New Remotes, Inc. has been in
business since 1987 and has over 250,000 remotes
in stock. Zenith Corp., IL. [Online]. Tersedia:
http://www.electronicadventure.us/history.htm
[2] Yusuf Oik. (2013, Des 3). Arduino: Arduino
Menjangkau pendidikan lewat keterbukaan. PT.
Kompas Cyber Media., JKT. [Online]. Tersedia:
http://tekno.kompas.com/read/2013/12/03/1420003
/Arduino.Menjangkau.Pendidikan.Lewat.Keterbuk
aan
[3] Supriyanto, “Bahan Ajar Instalasi Dasar Listrik”,
Prinsip dasar instalasi listrik, Bandung: Politeknik
Negeri Bandung, 2011, pp. 1-2.
[4] Arduino TM., Introduction: What is Arduino.
Getting started guide. [Online]. Tersedia:
http://www.arduino.cc/en/Guide/Introduction
[5] ArduinoTM., Overview: Arduino Uno. Arduino
uno
R3
datasheet.
[Online].
Tersedia:
http://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno
[6] ITead Studio., Bluetooth to serial port module.
Bluetooth HC-05 datasheet. [Online]. Tersedia:
http://www.electronicaestudio.com/docs/istd016A.
[7] Bitar Hazim (2014, Mar 16). Ardudroid.
TechBitar.
[Online].
Tersedia:
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.
techbitar.android.Andruino
[8] Techbitar., Cheap 2-Way Bluetooth Connection
Between Arduino and PC. [Online]. Tersedia:
http://www.instructables.com/id/Cheap-2-WayBluetooth-Connection-Between-Arduino-a/
[9] Rend (2010, Okt 4). Simple Circuit Diagram:
Linear Power Supply. STMicroelectronics., Sao
paulo.
[Online].
Tersedia:
http://www.simplecircuitdiagram.com/2010/10/04/
linear-power-supply/
[10] Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000, Badan
Standarisasi Nasional, 2000, pp. 300-301.
[11] Andrianto Heri, “Pemrograman mikrokontroler
AVR atmega 16 menggunakan bahasa C”, edisi. 2.,
Bandung: Penerbit Informatika, 2013.
10
[12] Febrian Jack, “Pengetahuan komputer dan
teknologi informasi”, edisi 1., Bandung: Penerbit
Informatika, 2004.
[13] Siyamta. (2005, Agustus), Pengantar Teknologi
Bluetooth.
(edisi
1)
[Online]
Tersedia:
http://ikc.depsos.go.id/populer/yamtabluetooth.php
[14] Vishay Electronic GmbH., Siliconix. Power
Mosfet. IRFP460 datasheet. [Online]. Tersedia:
http://www.vishay.com/docs/91237/91237.pdf
[15] Kadir Abdul, “Panduan Praktis Mempelajari
Aplikasi Mikrokontroler dan Pemrogramannya
Menggunakan Arduino”, edisi 1., Yogyakarta:
Penerbit Andi, 2013.
BIODATA PENULIS
Muhammad Nursyeha, lahir di
Bandung 25 Juli 1984. Saat ini
sedang menyelesaikan pendidikan
Diploma III di Jurusan Teknik
Elektro Program Studi Teknik
Listrik Politeknik Negeri Bandung,
Indonesia.