Aplikasi Raspberry Pi untuk Kendali Perangkat Elektronik Rumah Tangga Jarak Jauh Menggunakan Web Browser - Raspberry Pi Application for Remote Home Electronics appliances Controller Using Web Browser.

i

Universitas Kristen Maranatha

Aplikasi Raspberry Pi untuk Kendali Perangkat Elektronik Rumah Tangga Jarak Jauh menggunakan Web Browser

Disusun Oleh:

Achmad Fajar Sabana (0922051)

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha Jl. Prof.Drg.Suria Sumantri, MPH no. 65, Bandung, Indonesia

Email : fajar.sabana@gmail.com

ABSTRAK

Kebutuhan akan sarana pengontrol perangkat rumah jarak jauh menjadi ide Tugas Akhir dalam merealisasikan sistem pengontrolan jarak jauh menggunakan web browser berbasis raspberry pi yang dapat mempermudah penghuni rumah untuk menyala/mematikan lampu atau perangkat lainnya jarak jauh tanpa harus berada di rumah.

Pada Tugas Akhir ini dirancang dan direalisasikan dengan menggunakan raspberry pi sebagai pengendali utama yang berfungsi sebagai pengontrol perangkat rumah, yaitu : menggunakan web browser untuk menyala dan mematikan perangkat rumah, Menggunakan fitur penjadwalan yang menggunakan modul RTC, Menggunakan sensor cahaya LDR yang dihubungkan pada modul ADC untuk otomatisasi ON/OFF siang/malam.

Dari hasil perancangan kendali perangkat elektronik rumah tangga jarak jauh yang direalisasi, fitur menyala/mati dengan sensor cahaya, sistem penjadwalan, tombol manual, serta tombol melalui web browser berhasil diaplikasikan dengan waktu respon berkisar 0.5 detik – 6 detik.

ii

Universitas Kristen Maranatha

Raspberry Pi Application for Remote Home Electronics Appliances Controller using Web Browser

Compiled By:

Achmad Fajar Sabana (0922051)

Major of Electrical Engineering, Faculty of Technique, Maranatha Christian University Jl. Prof.Drg.Suria Sumantri, MPH no. 65, Bandung, Indonesia

Email : fajar.sabana@gmail.com

ABSTRACT

The needs of remote controlling the home electronics appliances become the main idea of this Final Project in realizing Remote Home Electronics Appliances Controller with Web Browser could make the occupant of the house feeling easier to turn on/off lamp or other appliances remotely and doesnt have to control it from inside of the house.

This Final Project is designed and realized with raspberry pi the main controller that control the appliances of the house. This device also has 3 main features to control the appliances, which are : 1. Using web browser to turn on/off the appliances, 2. Using scheduling system with Real Time Clock module attached on the raspberry pi, 3. Using light dependent resistor sensor attached on ADC module to automatically ON/OFF when it is day/night.

The ON/OFF features with the light sensor, the scheduling system, manual buttons, and also buttons in web browser could be applied with the response from 0.5 seconds – 6 seconds.

iv

Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... vi

DAFTAR GAMBAR ... vii

BAB I PENDAHULUAN I.1 LATAR BELAKANG MASALAH ... 1

I.2 RUMUSAN MASALAH ... 2

I.3 TUJUAN ... 2

I.4 BATASAN MASALAH ... 3

I.5 SISTEMATIKA PENULISAN ... 4

BAB II LANDASAN TEORI II.1 PENGONTROL RASPBERRY PI ... 5

II.2 MODUL ADC PCF8591 ... 9

II.2 MODUL RTC ... 10

II.2 PRINSIP KERJA RELAY ... 11

II.3 HTML ... 14

II.4 PHP ... 15

II.6 JSON ... 23

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI III.1 PERANCANGAN PERANGKAT KERAS ... 26

III.1.1 PERANCANGAN ELEKTRONIKA MODUL PENGONTROL 26 III.1.2 DIAGRAM ALIR PERANGKAT KERAS ... 35

v

Universitas Kristen Maranatha

BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS

IV.1 PENGUJIAN ALAT PENGONTROL JARAK JAUH MELALUI WEB BROWSER... 44 IV.2 PENGUJIAN ALAT PENGONTROL JARAK JAUH MELALUI

TOMBOL MANUAL ... 47 IV.3 PENGUJIAN ALAT PENGONTROL JARAK JAUH MELALUI

SENSOR CAHAYA ... 49 IV.4 PENGUJIAN ALAT PENGONTROL JARAK JAUH MELALUI

SISTEM PENJADWALAN (SCHEDULING) ... 52 IV.5 PENGUJIAN PENGARUH KESTABILAN INTERNET PADA

WAKTU RESPON DARI ALAT ... 55 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 KESIMPULAN ... 57 V.2 SARAN ... 58

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN A PROGRAM PYTHON PADA PENGONTROL

RASPBERRY PI

LAMPIRAN B PROGRAM PHP PADA WEB BROWSER LAMPIRAN C DATA MODUL ADC, RTC

vi

Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 3.1 Hubungan antara Pin GPIO pada Raspberry Pi ... 29

Tabel 3.2 Hubungan seluruh rangkaian relay ke pin Raspberry Pi ... 34

Tabel 4.1 Pengujian ON/OFF melalui Web Browser ... 44

Tabel 4.2 Pengujian ON/OFF melalui button manual ... 47

Tabel 4.3 Pengujian ON/OFF melalui sensor cahaya ... 49

Tabel 4.4 Percobaan Pengecekan Lampu ON/OFF ... 51

Tabel 4.5 Pengujian ON/OFF melalui sistem penjadwalan ... 52

Tabel 4.6 Pengujian pengaruh kestabilan internet pada waktu respon ON dari alat ... 55

Tabel 4.7 Pengujian pengaruh kestabilan internet pada waktu respon OFF dari alat ... 56

vii

Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Raspberry Pi Model A ... 6

Gambar 2.2 Raspberry Pi Model B ... 6

Gambar 2.3 Pin-Pin GPIO pada Raspberry Pi ... 8

Gambar 2.4 Pin-Pin PCF8591 ... 10

Gambar 2.5 Pin-Pin pada IC DS1307 ... 10

Gambar 2.6 Konstruksi dan Struktur dasar Relay ... 11

Gambar 2.7 Jenis Relay Berdasarkan Pole dan Throw ... 12

Gambar 3.1 Blok Diagram dari Sistem ... 26

Gambar 3.2 Desain rangkaian dari sistem pengontrol (tanpa raspberry pi) ... 27

Gambar 3.3 Desain rangkaian input per pin dari sistem pengontrol ... 28

Gambar 3.4 Penomoran port GPIO pada Raspberry Pi serta hubungan nya dengan output/input) ... 30

Gambar 3.5 Desain skematik dari modul RTC dan hubungannya pada Raspberry Pi ... 31

Gambar 3.6 Hubungan antara output rangkaian penguat dan relay output... 32

Gambar 3.7 Modul ADC serta hubungannya pada sensor cahaya dan port komunikasi I2C ... 33

Gambar 3.8 Rangkaian Relay untuk Per Pin ... 34

Gambar 3.9 Diagram Alir pada Program Utama perangkat pengontrolan... 35

Gambar 3.10 Diagram Alir pada Subrutin “CEK SENSOR CAHAYA” ... 36

Gambar 3.11 Diagram Alir Subrutin “CEK BUTTON MANUAL” ... 37

Gambar 3.12 Diagram Alir Subrutin “CEK SCHEDULING” ... 38

Gambar 3.13 Diagram Alir “NYALAKAN/MEMATIKAN PERANGKAT BERDASARKAN NILAI [STATUS] PADA DATABASE” ... 39

Gambar 3.14 Diagram Alir dari Web Browser... 40

Gambar 3.15 Struktur tabel pada database ... 41

Gambar 3.16 Isi tabel pada operation ... 42

1 Universitas Kristen Maranatha

BAB I PENDAHULUAN

1.1LATAR BELAKANG MASALAH

Perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan merupakan hal yang penting untuk membuat kehidupan umat manusia menjadi lebih baik. Teknologi membuat segala sesuatu menjadi praktis. Kebutuhan akan kepraktisan ini salah satunya muncul pada pengontrolan perangkat-perangkat rumah tangga. Kebutuhan ini muncul akibat sulitnya menyalakan/mematikan perangkat rumah tangga saat penghuni rumah berpergian jauh dari rumah. Atas dasar hal tersebut maka muncullah ide untuk merancang alat pengontrol perangkat yang dapat dikendalikan melalui web browser.

Permasalahan yang timbul adalah bagaimana dapat membuat pengendali perangkat jarak jauh yang dapat dikendalikan sesuai dengan status pada tampilan web browser.

2

BAB I PENDAHULUAN

Universitas Kristen Maranatha

1.2 RUMUSAN MASALAH

Perumusan masalah dalam Tugas Akhir ini adalah :

1. Bagaimana cara merancang pengendali perangkat rumah jarak jauh

melalui web browser ?

2. Bagaimana mengubah kondisi status dari perangkat elektronik sesuai

dengan status pada browser (PHP)?

1.3TUJUAN PERANCANGAN

Tujuan dari tugas akhir ini adalah merancang dan merealisasikan sebuah sistem pengendali perangkat alat rumah jarak jauh yang :

1. Terintegrasi dengan layanan file hosting.

2. Dapat mengubah kondisi status sesuai dengan database.

3. Dapat bekerja berdasarkan sistem scheduling (penjadwalan) dan

pengendalian melalui sensor.

4. Dapat dikendalikan secara manual melalui tombol pada maket.

5. Dapat melakukan pengecekan kondisi lampu benar-benar ON/OFF

3

BAB I PENDAHULUAN

Universitas Kristen Maranatha

1.4BATASAN MASALAH

Pembatasan masalah pada tugas akhir ini adalah :

1. Merancang Prototipe dari sistem pengendali yang mengontrol 6 Pin I/O :

• 1 lampu depan 220v

• 4 lampu ruangan 220v

• 1 pendingin ruangan (fan)

2. Smartphone atau laptop digunakan untuk mengecek dan mengubah status alat-alat tersebut melalui web.

3. File hosting digunakan agar sistem memiliki IP Static sehingga dapat di kontrol dari mana saja asal memiliki akses internet, dan berfungsi sebagai penampung kondisi status dari perangkat-perangkat yang di kontrol.

4. Mengsinkronisasikan status berdasarkan otomatisasi yang ada dengan

status yang ada pada file hosting.

5. Memakai bahasa pemrograman Python pada Raspberry Pi.

6. Berikut adalah desain prototipe dari Rumah

4

BAB I PENDAHULUAN

Universitas Kristen Maranatha

1.5SISTEMATIKA PENULISAN

Sistematika penulisan untuk Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisikan tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, tujuan, pembatasan masalah, dan sistematika penulisan laporan tugas akhir.

BAB II LANDASAN TEORI

Pada bab ini dijelaskan teori-teori penunjang yang diperlukan dalam merancang dan merealisasikan pengontrol perangkat rumah jarak jauh ini yaitu berupa teori tentang raspberry pi, prinsip kerja relay, modul adc, modul rtc, konsep i2c, html, php, json.

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI

Pada bab ini dijelaskan tentang perancangan dan realisasi sistem kerja pengontrol perangkat rumah jarak jauh, perancangan dan realisasi sensor dan pengontrol, serta algoritma pemrograman pengontrol mikro.

BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS DATA

Pada bab ini ditampilkan data-data hasil pengamatan respon alat terhadap kestabilan koneksi internet yang ada.

BAB V SIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi tentang simpulan-simpulan yang didapat dari keseluruhan perancangan dan realisasi pengontrol perangkat rumah jarak jauh. Lalu bab ini juga berisi saran yang diberikan untuk penelitian lebih lanjut oleh pihak lain.

57 Universitas Kristen Maranatha

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini penulis akan menyatakan kesimpulan dari tugas akhir ini, serta memberikan saran untuk dapat mengembangkan tugas akhir ini selanjutnya.

5.1 KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat ditarik pada Tugas Akhir Aplikasi Raspberry Pi untuk Kendali Perangkat Elektronik Rumah Tangga Jarak Jauh menggunakan Web Browser adalah sebagai berikut:

1. Perangkat berhasil menyala/mati sesuai dengan status pada database

di file hosting

2. Perangkat berhasil menyala/mati sesuai dengan waktu yang telah

dimasukkan pengguna pada web browser

3. Pengendalian melalui sensor cahaya berhasil dilakukan ketika cahaya

gelap dan terang

4. Berdasarkan analisis data, kestabilan koneksi sangat mempengaruhi

waktu respon dari alat pengendali

5. Alat ini bisa dipakai untuk mengatur perangkat rumah tangga karena

waktu respon berkisar 0.5 detik – 6 detik, tetapi relatif kurang baik jika di gunakan di Industri yang membutuhkan respon cepat

58

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Universitas Kristen Maranatha

5.2 SARAN

Saran yang dapat diberikan untuk pengembangan selanjutnya mengenai Tugas Akhir ini adalah :

1. Agar sistem ini dapat bekerja dengan respon yang cepat maka

dibutuhkan internet yang benar-benar stabil dan handal

2. Sistem yang dirancang ini dapat dikembangkan dengan perangkat yang

lebih variatif lagi seperti IP Cam, sensor pintu, sensor PIR, dan lainnya.

Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR PUSTAKA

1. JSON

(http://id.wikipedia.org/wiki/JSON di akses 10 Mei 2014)

2. Monk, Simon.(2013) Raspberry Pi Cookbook.O’Reilly.

3. PHP

(http://klik-kanan.com/tutorial/php/index.shtml di akses 24 Agustus 2014)

4. Prinsip Kerja Relay

(http://www.produksielektronik.com/2013/10/cara-prinsip-kerja-relay-fungsi-simbol-relay/ di akses 5 Mei 2014)

2

BAB I PENDAHULUAN

1.2 RUMUSAN MASALAH

Perumusan masalah dalam Tugas Akhir ini adalah :

1. Bagaimana cara merancang pengendali perangkat rumah jarak jauh melalui web browser ?

2. Bagaimana mengubah kondisi status dari perangkat elektronik sesuai dengan status pada browser (PHP)?

1.3TUJUAN PERANCANGAN

Tujuan dari tugas akhir ini adalah merancang dan merealisasikan sebuah sistem pengendali perangkat alat rumah jarak jauh yang :

1. Terintegrasi dengan layanan file hosting.

2. Dapat mengubah kondisi status sesuai dengan database.

3. Dapat bekerja berdasarkan sistem scheduling (penjadwalan) dan pengendalian melalui sensor.

4. Dapat dikendalikan secara manual melalui tombol pada maket.

5. Dapat melakukan pengecekan kondisi lampu benar-benar ON/OFF melalui sensor cahaya.

BAB I PENDAHULUAN

1.4BATASAN MASALAH

Pembatasan masalah pada tugas akhir ini adalah :

1. Merancang Prototipe dari sistem pengendali yang mengontrol 6 Pin I/O : • 1 lampu depan 220v

• 4 lampu ruangan 220v • 1 pendingin ruangan (fan)

2. Smartphone atau laptop digunakan untuk mengecek dan mengubah status

alat-alat tersebut melalui web.

3. File hosting digunakan agar sistem memiliki IP Static sehingga dapat di kontrol dari mana saja asal memiliki akses internet, dan berfungsi sebagai penampung kondisi status dari perangkat-perangkat yang di kontrol.

4. Mengsinkronisasikan status berdasarkan otomatisasi yang ada dengan status yang ada pada file hosting.

5. Memakai bahasa pemrograman Python pada Raspberry Pi. 6. Berikut adalah desain prototipe dari Rumah

4

BAB I PENDAHULUAN

1.5SISTEMATIKA PENULISAN

Sistematika penulisan untuk Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisikan tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, tujuan, pembatasan masalah, dan sistematika penulisan laporan tugas akhir.

BAB II LANDASAN TEORI

Pada bab ini dijelaskan teori-teori penunjang yang diperlukan dalam merancang dan merealisasikan pengontrol perangkat rumah jarak jauh ini yaitu berupa teori tentang raspberry pi, prinsip kerja relay, modul adc, modul rtc, konsep i2c, html, php, json.

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI

Pada bab ini dijelaskan tentang perancangan dan realisasi sistem kerja pengontrol perangkat rumah jarak jauh, perancangan dan realisasi sensor dan pengontrol, serta algoritma pemrograman pengontrol mikro.

BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS DATA

Pada bab ini ditampilkan data-data hasil pengamatan respon alat terhadap kestabilan koneksi internet yang ada.

BAB V SIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi tentang simpulan-simpulan yang didapat dari keseluruhan perancangan dan realisasi pengontrol perangkat rumah jarak jauh. Lalu bab ini juga berisi saran yang diberikan untuk penelitian lebih lanjut oleh pihak lain.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini penulis akan menyatakan kesimpulan dari tugas akhir ini, serta memberikan saran untuk dapat mengembangkan tugas akhir ini selanjutnya.

5.1 KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat ditarik pada Tugas Akhir Aplikasi Raspberry Pi untuk Kendali Perangkat Elektronik Rumah Tangga Jarak Jauh menggunakan Web Browser adalah sebagai berikut:

1. Perangkat berhasil menyala/mati sesuai dengan status pada database di file hosting

2. Perangkat berhasil menyala/mati sesuai dengan waktu yang telah dimasukkan pengguna pada web browser

3. Pengendalian melalui sensor cahaya berhasil dilakukan ketika cahaya gelap dan terang

4. Berdasarkan analisis data, kestabilan koneksi sangat mempengaruhi waktu respon dari alat pengendali

58

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.2 SARAN

Saran yang dapat diberikan untuk pengembangan selanjutnya mengenai Tugas Akhir ini adalah :

1. Agar sistem ini dapat bekerja dengan respon yang cepat maka dibutuhkan internet yang benar-benar stabil dan handal

2. Sistem yang dirancang ini dapat dikembangkan dengan perangkat yang lebih variatif lagi seperti IP Cam, sensor pintu, sensor PIR, dan lainnya.

1. JSON

(http://id.wikipedia.org/wiki/JSON di akses 10 Mei 2014) 2. Monk, Simon.(2013) Raspberry Pi Cookbook.O’Reilly. 3. PHP

(http://klik-kanan.com/tutorial/php/index.shtml di akses 24 Agustus 2014)

4. Prinsip Kerja Relay

(http://www.produksielektronik.com/2013/10/cara-prinsip-kerja-relay-fungsi-simbol-relay/ di akses 5 Mei 2014)