PERANCANGAN SISTEM HOME AUTOMATION BERBASIS APLIKASI WEB DENGAN MIKRO KONTROLER

Transkripsi

1 PERANCANGAN SISTEM HOME AUTOMATION BERBASIS APLIKASI WEB DENGAN MIKRO KONTROLER Harry Busyran Muhamad Taufik Fauzi Rudi Tjiptadi Universitas Bina Nusantara ABSTRAK (ABSTRAC) Tujuan Penelitian ini adalah untuk merancang suatu aplikasi yang mampu mengontrol dan memonitor peralatan elektronik yang ada dirumah tanpa terhalang batasan jarak. Metode penelitian yang dilakukan dengan cara menganalis kebutuhan pengguna dengan cara membagikan kuisioner kepada responden yang sesuai. Lalu merancang sistem sesuai hasil dari kuisioner yang dibagikan. Hasil yang dicapai adalah terciptanya sebuah aplikasi yang mampu mengontrol dan memonitor pemakaian listrik alat elektronik yang ada dirumah, tanpa batasan jarak dan waktu. Simpulan dari penelitian ini yaitu aplikasi yang dibuat dapat membantu pengguna untuk melakukan kontrol dan memonitor pemakaian listrik alat elektronik yang ada di rumah. Kata Kunci : Home Automation, Mikro kontroler, Aplikasi Web.

2 PENDAHULUAN Perkembangan teknologi yang sangat pesat dewasa ini telah banyak membantu dalam meningkatkan kualitas serta kesejahteraan hidup manusia. Seiring dengan perkembangan tersebut, telah bermunculan berbagai teknologi yang dapat diterapkan dalam kehidupan masyarakat luas untuk membantu manusia melakukan setiap aktivitasnya dengan lebih mudah. Selain itu, kebutuhan akan teknologi juga semakin bertambah tinggi. Sebagai contohnya, kebutuhan akan teknologi yang mampu melakukan monitoring dan pengontrolan terhadap penggunaan energi listrik dan perangkat elektronik sehingga dapat meningkatkan kontrol terhadap energi listrik dan efisiensi waktu. Ada juga kajian dalam sistem tersebut memenuhi poin dalam keseharian penggunanya antara lain memudahkan pengontrolan terhadap energi listrik yang terpakai dan juga memberikan efisiensi waktu. Dengan melihat kondisi pengontrolan instalasi listrik dalam kehidupan masyarakat saat ini yang masih tergolong konvensional yaitu relatif hanya menggunakan prinsip pengontrolan jarak dekat atau bisa dikatakan prinsip pengontrolan yang belum mampu dilakukan dalam jarak jauh, sehingga dibutuhkan sebuah alat pengontrol instalasi listrik yang prinsip pengontrolannya bisa dilakukan dari jarak jauh dengan harapan dapat memudahkan masyarakat luas yang sekarang sebagian hidup dalam kehidupan dengan mobilitas tinggi yang biasanya mempunyai kendala-kendala waktu dan jarak dalam hal sistem pengontrolan instalasi listrik baik di rumah tinggalnya, kantornya, maupun tempat-tempat lainnya yang memerlukan pengontrolan. Ada pun pengendalian listrik serara otomatis sering disebut sebagai Home Automation dengan menggunkan alat elektronika yaitu mikrokontroler. Mikrokontroler berfungsi untuk mengendalikan perangkat elektronik secara otomatis. Untuk mengatasi masalah yang di uraikan, maka dilakukan penelitian mengenai suatu sistem yang dapat mengontrol dan memonitor peralatan elektronik yang dapat dikendalikan dengan sebuah aplikasi yang berbasis web dengan memanfaatkan internet sebagai media perantaranya. Ruang lingkup pembahasan penelitian meliputi : 1. Mengumpulkan data dari dengan cara membagikan kuisioner. 2. Pembuatan aplikasi yang berbasis web. 3. Pembuatan Home Automation dengan mikrokotroler. 4. Pembuatan database yang berisi data penggunaan listrik. Tujuan dan manfaat a. Tujuan 1. Merancanang aplikasi monitoring dan pengontrolan energi listrik dari alat elektronik yang berbasisi aplikasi web.

3 b. Manfaat 1. Membantu pengguna untuk mengontrol peralatan elektronik melalui aplikasi ini tanpa batasan jarak dan waktu dengan menggunakan berbagai macam device yang mendukug. 2. Membantu pengguna untuk melihat jumlah penggunaan energi listrik melalui aplikasi ini dengan jangka waktu perbulan dalam besaran Wh. Metode Penelitian 1. Studi Kepustakaan Studi kepustakaan dilakukan untuk memperoleh data dengan mengutip dan mempelajari literatur-literatur, buku-buku yang bersifat ilmiah, dan sumber-sumber lainnya yang berkaitan dengan penulisan ilmiah ini sebagai landasan teori, dasar penelitian dan analisis data. 2. Studi Lapangan Penelitian lapangan dilakukan untuk mengumpulkan data langsung dari objek penelitian atau pembahasan dengan wawancara atau interview langsung dengan pimpinan perusahaan dan pegawai yang berwenang dan juga mengadakan pengamatan secara langsung pada objek yang berkaitan dengan penelitian ini. 3. Analisis Pada tahan ini dilakukan analisis terhadap sistem yang akan dibuat berdasarkan hasil dari studi kepustakaan dan studi lapangan yang telah dilakukan. 4. Perancangan Merancang sistem Home Automation yang dibuat menggunakan mikrokontroler sebagai perangkat utama pengendali peralatan listrik yang dikoneksikan dengan raspberry pi sebagai webserver. Sementara untuk menerima perintah dari user dibuat aplikasi web yang mengirimkan data ke webserver melalui internet. 5. Coding dan Implementasi Aplikasi ini dibangun dengan menggunakan bahasa pemrograman Node.js, JavaScript, HTML, CSS, SQL dan C. 6. Evaluasi Tahap evaluasi dilakukan untuk mengetaui error dan bug yang ditemukan dan dilakukan analisis untuk perbaikan aplikasi selanjutnya.

4 Sistematika Penulisan Penelitian ini ditulis dalam lima bab yang memiliki konten sebagai berikut : BAB 1 Pendahuluan BAB 2 Tinjauan Pustaka BAB 3 Metodologi BAB 4 Hasil dan Pembahasan BAB 5 Simpulan dan Saran

5 METODOLOGI PENELITIAN Analisis Aplikasi Dalam mengalisis sistem yang akan dibuat, terlebih dahulu menganalisis keinginan pengguna. Hal ini akan membantu mengetahui aplikasi yang sesuai dengan keinginan pengguna. Dengan adanya analisis ini akan didapatkan data yang akan digunakan untuk mencari solusi permasalahan yang ada. Analisis Pengguna Dalam menganalisis aplikasi yang dibuat, dilakukan proses analisis untuk mengetahui kebutuhan pengguna dengan teknik pengambilan data menggunakan kuesioner dan juga melakukan wawancara kepada petugas yang bersangkutan. Responden yang dipilih adalah pengghuni dari Rusunawa Seruni. Rusunawa Seruni sendiri terdiri dari empat bangunan yang terdiri dari Seruni 1, Seruni 2, Seruni 3, dan Seruni 4. Tiap bangunan dihuni oleh 48 kepala keluarga dengan total keseluruhan terdapat 192 kepala keluarga yang menghuni Rusunawa Seruni. Pada proses pengumpulan data, kuisioner disebarkan secara acak kepada 50 penghuni dari seluruh bangunan yang ada di Rusunawa Seruni. Perancangan Perangkat keras pada sistem Home Automation ini terdiri atas perangkat utama yaitu mikrokontroler, perangkat Raspberry Pi, perangkat relay dan perangkat pengukur arus listrik. Adapun perangkat keras yang terhubung yaitu modem, alat elektronik dan smartphone. Perangkat keras yang ada pada perangkat utama yang digunakan pada sistem diatas yaitu ada pada perangkat utama yang terdiri dari: a. Mikrokontroler menggunakan Arduino UNO. b. Perangkat Raspberry Pi c. Perangkat pengukur arus listrik. d. Perangkat relay. Perangkat-perangkat yang mendukung untuk mensuplai data yang akan dikirim dan diterima adalah: a. Modem untuk mengirim dan menerima data b. Smartphone atau PC untuk mengirimkan perintah. c. Alat elektronik untuk melihat hasil dari perintah yang telah User berikan. Sistem di atas pada perangkat utama akan aktif dengan bantuan catu daya yang masuk dengan tenggangan AC yang sebelumnya dirubah menjadi teganggan DC. Tegangan yang masuk pada perangkat tersebut sebesar 5 Volt.

6 Setelah perangkat utama aktif, maka hal yang perlu dilakukan adalah menghubungkan kabel dari perangkat elektronik dan sumber listrik dengan relay agar aliran listrik dapat dikontrol. Jumlah relay dapat digunakan pada sistem ini sebanyak dua buah untuk satu mikrokontroler. Relay tersebut yaitu relay dengan kapasitas maksimal 6 dan 8 slot. Sehingga jumlah maksimum alat elektronik yang dapat dikontrol dengan satu buah mikrokontroler sebanyak 14 alat. Jika ada penambahan alat elektronik hanya tinggal menghubungkannya dengan relay yang telah diset aktif seluruhnya. Jika alat yang ingin dikontrol melebihi 14 alat maka dapat ditambahkan mikrokontroler baru untuk menambah kapasitas maksimalnya. Hal itu dilakukan dengan cara menghubungkan perangkat Raspberry Pi dengan USB Hub sehingga dapat menambah jumlah mikrokontroler yang dapat digunakan. Oleh karena itu, jumlah maksimal alat yang dapat dikontrol tergantung dari jumlah mikrokontroler yang digunakan. Setelah semuanya berjalan, User dapat mengirim perintah berupa data melalui webserver dengan menggunakan media internet yang kemudian diterima oleh mikrokontroler. Untuk dapat terhubung ke internet mikrokontroler arduino dihubungkan dengan perangkat Raspberry Pi yang telah terhubung dengan router. Mikrokontroler menerima data dari Raspberry Pi, dan kemudian mengolah perintah yang diberikan seperti memunculkan pemakaian arus, mematikan atau menyalakan alat elektronik.

7 Hasil dan Pembahasan Tabel 1 Konfigirasi Pin pada Mikrokontroler Arduino UNO Pin Reset 3.3v 5v GND Vin Mikrokontroler Arduino UNO Berfungsi untuk melakukan reset pada arduino Keluaran tegangan sebesar 3.3v, yang disediakan board Arduino. Beberapa komponen, perangkat dan shield butuh tegangan 3.3v Tegangan output sebesar 5v (Output) Ground Input sumber tegangan 5-9 Volt. Bisa dihubungkan ke Baterai atau adaptor 6 Perangkat Relay 7 Perangkat Relay 8 Perangkat Relay 9 Perangkat Relay 10 Sensor arus ACS712 A0 Sensor Arus Prosedur Instalasi Untuk dapat melakukan prosedur operasional diperlukan langkah instalasi sehinnga sistem dapat bekerja dengan baik. Berikut Langkah Instalasi yang perlu dilakukan a. Sebelum Instalasi Listrik Diterapkan Langkah instalasi pertama dengan cara menghubungkan mikrokontroler dengan Raspberry Pi, langkah berikutnya adalah menghubungkan Arduino ke internet dengan cara memasukkan kabel RJ 45 ke slot pada Raspberry Pi. Kemudian tahap yang dilakukan adalah dengan menghubungkan kabel dari pin (slot) mikrokontroler dengan relay dan sensor arus lalu kemudian dihubungkan kepada beberapa peralatan elektronik yang ingin di kontrol.

8 b. Instalasi listrik telah diterapkan Untuk menerapkan sistem pada rumah yang telah terpasang instalasi listrik berbeda dengan rumah yang belum terpasang instalasi listrik. Langkah pertama yaitu dengan menghubungkan perangkat utama sistem seperti Raspberry Pi, Mikrokontroler dan perangkat relay. Setelah perangkat utama terhubung selanjutnya dilakukan pemasagan alat dipusat dari percabangan aliran arus listrik. Lalu disetiap cabang yang menuju alat elektronik dilakukan pememutus aliran listrik dari sumber listrik dengan perangkat elektronik. Hal itu dilakukan dengan memotong kabel penghubungnya. Setelah itu, kabel yang telah dipotong dihubungkan ke perangkat relay. Hal ini dilakukan agar aliran listrik dari sumber listrik tidak langsung menuju ke alat elektronik tetapi terlebih dahulu melewati relay. Sehingga relay dapat memutuskan maupun menghubungkan aliran listrik. Prosedur Operasional Setelah melakukan prosedur instalasi, dilakukan pengisian data proses login user. Setelah data disimpan, user dapat membuka halaman web di browser, lalu memasukkan username dan password, jika terdapat kesalahan maka sistem akan menampilkan pesan kesalahan. Jika berhasil maka user akan masuk ke Main Menu, di menu utama terdapat empat pilihan Home. Room, Usage, Logout. jika user memilih menu home maka sistem akan merefresh halaman atau kembali ke tampilan utama. Jika user memilih salah satu ruangan pada menu Room maka user dapat melihat daftar alat elektronik di ruangan tersebut yang dapat dikontrol. Selanjutnya user dapat memilih untuk mematikan atau menghidupkan alat-alat elektronik tersebut dengan memilih menu on/off. Dan jika user memilih pilihan Logout maka otomatis user kembali ke form login aplikasi. Gambar 1 Halaman Login Pada Mobile

9 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Berdasarkan hasil analisi dan evaluasi penelitian di bab sebelumnya, maka simpulan yang dapat diambil adalah sebagai berikut 1. Aplikasi ini dapat berjalan pada versi Mobile dan juga versi Desktop. 2. Aplikasi ini bermanfaat bagi pengguna mematikan dan menyalakan alat elektronik dari berbagai jenis device. 3. Aplikasi ini membantu pengguna untuk melihat jumlah pemakaian listrik dari alat elektronik di ruangan yang telah ditentukan dalam besaran kwh. 4. Aplikasi ini membantu pengguna untuk mengontrol dan memonitor alat elektronik di rumah tanpa batasan jarak dan waktu. Saran Berdasarkan evaluasi dan simpulan yang telah di dapat, maka terdapat beberapa saran yang dapat dipertimbangkan untuk pengembangan aplikasi ini selanjutnya : 1. Mengembangkan rancangan antarmuka agar lebih menarik dan lebih mudah dipelajari oleh pengguna. 2. Aplikasi ini sebaiknya diimplementasikan sebelum instalasi listrik diterapkan.

10 DAFTAR REFERENSI Ali Shirzad (2013). How to develop a responsive Node.js Express Website using Bootstrap, Alexandre Strzelewicz (2013). Goodbye node-forever, hello PM2, Ben Shneiderman (-). The Eight Golden Rules of Interface Design, Brown, Ethan (2014). Web Development with Node & Express. United States of America: O Reilly Chad Lung (2012). Tutorial: Embedded JavaScript templates (EJS) and Node.js, Chris Sevilleja (2014). Use EJS to template Your Node Application, deba168 (-). ARDUINO ENERGY METER, METER/?ALLSTEPS Dennis, K., Andrew (2013). Raspberry Pi Home Automation with Arduino. Birmingham: Packt Derivatived (2014). Control Your Robot With Node.js Raspberry PI and Arduino, Elektro Petra (2014). Aktuator Sensor Arus ACS712, ICCg Elektro Petra (2014). Sensor Arus ACS Ampere Elektro Petra, Guillaume DE LA RUE (2014). Quick localhost tunneling with NGROK, hobbyist.co.nz (-). Interfacing the relay modules to the Arduino, Krasimir Tsonev (2013). Real Time Chat With NodeJS, Socket.io and ExpressJS, Mapbox (2011). Node-sqlite3, Marius Stuparu (2013). Better Node.js monitoring and clustering with PM2, Richard Key (2013). Node.js and SQLITE, Rick Waldron (2014). JavaScript: Current Detection and Measurement with Johnny-Five on Node.js,

11 RIWAYAT PENULIS Harry Busyran lahir dikota Jakarta pada tanggal 15 november Penulis Menamatkan pendidikan S1 di Universitas Bina Nusantara dalam bidang Teknik Informatika pada tahun Muhamad Taufik Fauzi lahir dikota Bogor pada tanggal 12 September Penulis Menamatkan pendidikan S1 di Universitas Bina Nusantara dalam bidang Teknik Informatika pada tahun 2015.