PROTOTYPE SMART CLASSROOM BERBASIS MIKROKONTROLER MENGGUNAKAN RASPBERRY PI DAN ARDUINO

Transkripsi

1 PROTOTYPE SMART CLASSROOM BERBASIS MIKROKONTROLER MENGGUNAKAN RASPBERRY PI DAN ARDUINO TUGAS AKHIR Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat mencapai Gelar Ahli Madya Program Studi Diploma III Teknik Informatika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Diajukan oleh: DICKY SYAIFUL HUDA NIM. M PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2014

2

3

4 ABSTRACT DICKY SYAIFUL HUDA. M MICROCONTROLER BASED SMART CLASSROOM PROTOTYPE USING RASPBERRY PI AND ARDUINO. Diploma III of Informatics Engineering, Faculty of Metematics and Sciences, Sebelas Maret University, June Along with the development of technology, control systems on electrical equipment can be executed from over long distance by using a web-based electrical control systems.overusing the classroom facility can cost the waste of resource. Smart Classroom is a system that offers remote control facilities using the Arduino microcontroller classroom and raspberry pi as a web server. Smart Classroom system can help administrator to manage the use of classroom facilities. Administrators can manage classroom facilities through web interface on smart classroom with Local Area Network(LAN) access. Integration between the classroom schedules and classroom facility control applied as a Smart Classroom system automation. The feature of a smart classroom system are monitoring classroom facilities via a web interface, classroom facility control automation integrated with lecture schedule and classroom management schedule. Keywords: Smart Classroom, Automation, Arduino, Raspberry Pi iv

5 ABSTRAK DICKY SYAIFUL HUDA. M PROTOTYPE SMART CLASSROOM BERBASIS MIKROKONTROLER MENGGUNAKAN RASPBERRY PI DAN ARDUINO. Diploma III Teknik Informatika, Fakultas Metematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Univertas Sebelas Maret, Juni Seiring perkembangan teknologi, sistem kontrol pada peralatan listrik dapat dilakukan melalui jarak jauh dengan menggunakan sistem kontrol listrik berbasis web. Penggunaan fasilitas ruang perkuliahan yang tidak sesuai dengan kebutuhan menyebabkan pemborosan sumber daya. Smart Classroom merupakan sistem yang menawarkan kendali jarak jauh fasilitas runag perkuliahan menggunakan arduino mikrokontroler dan mini pc raspberry pi sebagai web server. Sistem Smart Classroom dapat mempermudah administrator dalam mengelola penggunaan fasilitas ruang kelas. Administrator dapat mengelola fasilitas ruang perkuliahan melalui antermuka website pada sistem smart classroom dengan akses LAN(Local Area Network). Integrasi antara jadwal penggunaan ruang perkuliahan dengan kontrol fasilitas ruang perkuliahan diterapkan sebagai automsasi sistem Smart Classroom. Fitur sistem smart classroom menggunakan arduino mikrokontroler dengan web server raspberry pi meliputi monitoring fasilitas ruang perkuliahan melalui antarmuka web, automasi kontrol fasilitas ruang perkuliahan yang terintegrasi dengan jadwal perkuliahan dan manajemen jadwal ruang kelas. Kata Kunci : Smart Classroom, Automasi, Arduino, Raspberry Pi v

6 MOTTO Manusia tidak merancang untuk gagal, mereka gagal untuk merancang. ( William J. Siegel ) Sesuatu yang belum dikerjakan, seringkali tampak mustahil; kita baru yakin kalau kita telah berhasil melakukannya dengan baik.(evelyn Underhill) right.(steve Jobs) vi

7 HALAMAN PERSEMBAHAN vii

8 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat dan barokahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir Prototype Smart Classroom Berbasis Mikrokontroler Menggunakan Raspberry Pi d untuk memenuhi salah satu syarat dalam memperoleh gelar Amd. pada Program Studi Diploma III Teknik Informatika Universitas Sebelas Maret. Dalam melakukan penelitian dan penyusunan laporan Tugas Akhir ini penulis telah mendapatkan banyak dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada: 1. Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc(hons).,Ph.D. selaku Pimpinan Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret yang memberikan izin kepada penulis untuk belajar. 2. Drs. Y.S Palgunadi, M.Sc selaku Ketua Program Studi Diploma III Teknik Informatika Universitas Sebelas Maret yang memberikan izin kepada penulis untuk belajar. 3. Rudi Hartono, S.Si selaku dosen pembimbing yang telah dengan penuh kesabaran dan ketulusan memberikan ilmu dan bimbingan terbaik kepada penulis. 4. Para Dosen Program Studi Diploma III Teknik Informatika Universitas Sebelas Maret yang telah memberikan bekal ilmu kepada penulis. 5. Para Karyawan/wati Program Studi Diploma III Teknik Informatika Universitas Sebelas Maret yang telah membantu penulis dalam proses belajar. 6. Kedua orangtua penulis yang sangat banyak memberikan bantuan moril, material, arahan, dan selalu mendoakan keberhasilan dan keselamatan selama menempuh pendidikan. viii

9 7. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebut satu persatu yang telah membantu dalam penyelesaian penulisan skripsi ini. Akhir kata, semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat dan memberikan wawasan tambahan bagi para pembaca dan khususnya bagi penulis sendiri. Surakarta, 25 Mei 2014 Penulis ix

10 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii ABSTRACT... iv ABSTRAK... v MOTTO... vi HALAMAN PERSEMBAHAN... vii KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... x DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR TABEL... xv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Penelitian Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan... 3 BAB II LANDASAN TEORI Rasberry PI Arduino UNO Relay Arduino IDE Web Server Apache PHP Cron x

11 2.9 MySql PIR (Passive Infra Red) Sensor Data Flow Diagram (DFD) Entity Relationship Diagram (ERD) Basis Data Pengujian Black Box Flowchart BAB III ANALISA KEBUTUHAN DAN PERANCANGAN SISTEM Deskripsi Data dan Kebutuhan Sistem Jalannya Penelitian Perancangan Sistem Arsitektur Sistem Desain Database dan Interface ERD (Entitiy Relationship Diagram) Konteks Diagram Data Flow Diagram (DFD) Level Data Flow Diagram (DFD) Level 1 Proses Data Flow Diagram (DFD) Level 1 Proses Data Flow Diagram (DFD) Level 1 Proses Relasi Antar Tabel Struktur Data Desain Perancangan Interface Hardware dan Prototype Arduino UNO Mikrokontroler Sensor PIR Relay Maket Raspberry Pi Web Server Cara Analisis Ujicoba dan analisis xi

12 BAB IV IMPLEMENTASI DAN ANALISA Implementasi Sistem Interface Kontrol Smart Classroom Interface Jadwal Smart Classroom Interface Edit Jadwal Smart Classroom Hardware dan Prototype Raspberry Pi Instalasi Sistem Operasi Debian Whezzy Instalasi dan konfigurasi Paket Server Analisa dan Pengujian Desain Interface dan Database Pengujian Black Box Interface Kontrol Interface Jadwal Interface Edit Jadwal Hardware dan Prototype Raspberry Pi Pengujian Sistem Smart Classroom BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 1 A. Instalasi Sistem Operasi Raspberry Pi... 1 B. Instalasi Dan Konfigurasi Paket Server xii

13 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Core components Raspberry pi board... 5 Gambar 2.2. Core components arduino uno board... 6 Gambar 2.3. Diagram Mechanical Relay... 8 Gambar 2.4. Tampilan framework arduino IDE Gambar 2.5. Cron Syntax Gambar 2.6. Block diagram sensor PIR Gambar 2.7. Jangkauan sensor PIR Gambar 2.8. Arah dan jarak sensor pir Gambar 2.9. Entitas Satu ke Satu Gambar Entitas Satu ke Banyak Gambar Entitas banyak ke satu Gambar Gambar 2.4 Entitas banyak ke banyak Gambar Simbol flowchart system Gambar 3.1. Jalannya Penelitian Gambar 3.2. Blok Sistem Smart Classroom Gambar 3.3. ERD Smart Classroom Gambar 3.4. Konteks diagram Gambar 3.5. DFD Level Gambar 3.6. DFD Level 1 Proses Gambar 3.7. DFD Level 1 Proses Gambar 3.8. DFD Level 1 Proses Gambar 3.9. Relasi tabel Gambar Interface Utama Gambar Interface jadwal ruang Gambar Tabel Edit Jadwal Gambar Block diagram hardware dan prototype Gambar Skema Arduino-relay Gambar Flowchart sistem arduino xiii

14 Gambar Flowchart automasi awal Gambar Flowchart automasi akhir Gambar Flowchart akses pin arduino Gambar 4.1. Interface kontrol Smart Classroom Gambar 4.2. Interface jadwal Smart Classroom Gambar 4.3. Interface edit jadwal Gambar 4.4. Hardware dan prototype Gambar 4.5. Hardware dan prototype Gambar 4.6. Hardware dan prototype Gambar 4.7. Komponen relay Gambar 4.8. Rangkaian arduino Gambar 4.9. Board raspberry pi Gambar Rangkaian arduino dengan raspberry pi Gambar Pengujian Apache Gambar Pengujian interface dari web server xiv

15 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Deskripsi Arduino Uno... 7 Tabel Tabel Tabel 3.1. Tabel Jadwal Tabel 3.2. Tabel Matakuliah Tabel 3.3. Tabel Jam Tabel 3.4. Tabel Dosen Tabel 3.5. Tabel hari Tabel 3.6. Pengujian interface sistem Smart Classroom Tabel 3.7. Pengujian Mikrokontroler Tabel 3.8. Pengujian keseluruhan sistem xv