PERANCANGAN SISTEM PENGENDALI PERALATAN LISTRIK RUMAH TANGGA MELALUI PERINTAH SUARA DENGAN ARDUINO DAN BLUETOOTH BERBASIS ANDROID

Transkripsi

1 PERANCANGAN SISTEM PENGENDALI PERALATAN LISTRIK RUMAH TANGGA MELALUI PERINTAH SUARA DENGAN ARDUINO DAN BLUETOOTH BERBASIS ANDROID LAPORAN TUGAS AKHIR Diselesaikan sebagai syarat untuk mendapatkan gelar AHLI MADYA (AMD) Oleh : AGUNAWAN PROGRAM STUDI TEKNIK KOMPUTER JURUSAN TEKNIK KOMPUTER DAN INFORMATIKA POLITEKNIK NEGERI MEDAN 2015

2 iii ABSTRAK Dalam suatu ruangan yang dipenuhi peralatan elektronik yang memiliki banyak saklar atau tombol sangatlah merepotkan dalam menghidupkan maupun mematikan peralatan tersebut, selain itu jarak dari satu alat ke alat yang lain juga menambah tenaga serta waktu yang dibutuhkan untuk menghidupkan maupun mematikan peralatan tersebut, alat pengendali atau remote control sangatlah penting. Keterbatasan sebuah remote control untuk mengendalikan hanya satu peralatan elektronik tentu menjadi kendala tersendiri serta bentuk remote control yang tidak sesuai dan sulit untuk dibawa kemana-mana menjadi masalah yang harus diatasi. Untuk mengurangi kendala tersebut direalisasikan sebuah remote control yang dapat mengendalikan seluruh peralatan elektronik menggunakan perantara Bluetooth yang terintegrasi pada smartphone Android dan Arduino melalui perintah suara. Android akan mengirimkan perintah suara yang sudah diubah terlebih dahulu menjadi teks pada Arduino melalui Bluetooth, Arduino menerima perintah dan mengeksekusi perintah ke peralatan listrik. Aplikasi speech regonition dibuat dengan App inventor MIT 2 versi online. Diharapkan dengan adanya sistem ini dapat mempermudah manusia dalam mengerjakan kegiatan sehari-harinya. Kata Kunci : Alat pengendali, Bluetooth, Arduino, Android, LCD. iii

3 iv KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan limpahan berkat-nya. Sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini tepat pada waktunya. Laporan tugas akhir ini merupakan mata kuliah yang wajib ditempuh guna memenehui syarat kelulusan Kurikulum Tingkat Diploma 3 Teknik Komputer Jurusan Teknik Komputer dan Informatika Poilteknik Negeri Medan. Berbagai pihak telah ikut berperan membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini dengan memberikan arahan dan bimbingan serta motivasi. Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Tuhan Yang Maha Esa yang selalu memberikan kekuatan dan kesehatan untuk dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. 2. Orang tua dan keluargaku yang telah memberikan do a dan dorongan selama pengerjaan tugas akhir ini. 3. M.Syahruddin S.T., M.T. Selaku Direktur Politeknik Negeri Medan. 4. Ferry Facrizal,S. T., M. Kom.selaku Ketua Jurusan Teknik Komputer dan Informatika Politeknik Negeri Medan. 5. Zakaria Sembiring, S.T.,M.Sc selaku ketua Program studi Teknik Komputer Jurusan Teknik Komputer dan Informatika Poilteknik Negeri Medan. 6. Friendly ST. MT.selaku Wali Kelas CE-6A. 7. Seluruh Staf Administrasi dan Laboratorium Program Studi Teknik Komputer Jurusan Teknik Komputer dan Informatika Politeknik Negeri Medan. iv

4 v 8. Teman teman CE seangkatan 2012 Reguler dan Internasional 9. Seluruh adik-adik kelas CE Reguler dan Internasional 10. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini. Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan tugas akhir ini. Penulis mengharapkan masukan, saran dan kritik yang bersifat membangun demi penyempurnaan. Semoga Laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi kita semua. Medan, 20 Agustus 2015 Hormat Penulis, Agunawan Nim v

5 vi DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN... i LEMBAR PENGESAHAN... ii ABSTRAK... iii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI... vi DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR TABEL... xi DAFTAR LAMPIRAN... xii BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Motivasi Tugas Akhir Motivasi Tugas Akhir Tujuan Tugas Akhir Manfaat Tugas Akhir Metode Tugas Akhir Studi Dasar Pengumpulan dan Analisis Data Implementasi Uji Coba dan Evaluasi Penyusunan Buku Tugas Akhir... 4 BAB 2 LANDASAN TEORI Arduino Uno R Bagian-bagian papan Arduino Uno R Software Arduino Struktur Syntax Variable vi

6 vii Operator Matematika Operator Pembanding Struktur Pengaturan Digital Analog Android Daftar versi sistem operasi Android App Inventor MIT Speech Recognition Pengertian Speech Recognition Skema utama dan Algoritma Speech Recognition Modul Bluetooth HC LCD (Liquid Cristal Display) Relay Prinsip Kerja Relay Fungsi-fungsi dan Aplikasi Relay Buzzer LED Cara Kerja LED (Light Emitting Diode) Speaker Fungsi Speaker Bagian-bagian Speaker Cara kerja Speaker BAB 3 ANALISA DAN PERANCANGAN Lokasi Penelitian Analisa Sistem Identifikasi Sistem Batasan Sistem Spesifikasi Sistem Blok Diagram Sistem Flowchart Sistem Perancangan Hadware vii

7 viii Rangkaian modul Bluetooth Rangkaian modul Relay dan Led Rangkaian Buzzer Rangkaian Speaker Rangkaian LCD Perancangan Software Aplikasi Voice Arduino Perancangan Antarmuka BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN Implementasi Pengujian Hardware Pengujian Rangkaian Bluetooth Pengujian Rangkaian Relay (lampu pijar) dan Lampu led Pengujian Buzzer Pengujian Speaker Pengujian LCD Pengujian Software Pengujian Aplikasi Voice Arduino Pengujian Perintah Suara Pengujian Perintah Teks BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA viii

8 ix DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Arduino Uno R Gambar 2.2 Diagram blok ATMega Gambar 2.3 bagian-bagian papan Arduino uno R Gambar 2.4 Tampilan logo Android Gambar 2.5 Mit App Inventor Gambar 2.6 Skema Speech Recognition Gambar 2.7 Spektrum Suara Gambar 2.8 Modul Bluetooth HC Gambar 2.9 Konfigurasi pin Modul Bluetooth HC-05 dengan Mikrokontroller.. 24 Gambar 2.10 LCD (Liquid Cristal Display Gambar 2.11 Relay Gambar 2.12 Bagian-bagian Relay Gambar 2.13 Buzzer Gambar 2.14 Led Gambar 2.15 Cara kerja led Gambar 2.16 Speaker Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem Gambar 3.2 Flowchart Sistem Gambar 3.3 Rangkaian Modul Bluetooth HC Gambar 3.4 Rangkaian Relay Gambar 3.5 Rangkaian Led Gambar 3.6 Rangkaian Buzzer Gambar 3.7 Rangkaian Speaker Gambar 3.8 Rangkaian LCD Gambar 3.9 Flowchart Aplikasi Voice Arduino Gambar 4.1 Pengujian relay Gambar 4.2 Pengujian lampu led Gambar 4.3 Tegangan masukan terukur speaker Gambar 4.4 Grafik distribusi tingkat tekanan bunyi pada 80 db ix

9 x Gambar 4.5 Pengujian LCD Gambar 4.6 Tampilan halaman awal/home Gambar 4.7 Tampilan halaman tombol connect to your bluetooth interface Gambar 4.8 Bluetooth telah terhubung Gambar 4.9 Tampilan saat tombol press to talk ditekan Gambar 4.10 Tampilan jika perintah suara gagal Gambar 4.11 Tampilan tombol teks Gambar 4.12 Tampilan halaman tombol connect to your Bluetooth interface Gambar 4.13 Tampilan Bluetooth telah terhubung Gambar 4.14 Tampilan menggunakan perintah teks Gambar 4.15 Tampilan halaman tombol help Gambar 4.16 Tampilan halaman tombol about x

10 xi DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Pin LCD (Liquid Cristal Display) Tabel 3.1 Perancangan Antarmuka Tabel 4.1 Pengujian Rangkaian Bluetooth Tabel 4.2 Pengujian Rangkaian Buzzer Tabel 4.3 Pengujian Rangkaian Speaker Tabel 4.4 Pengujian Rangkaian LCD Tabel 4.5 Pengujian perintah suara Tabel 4.3 Pengujian perintah teks xi

11 xii DAFTAR LAMPIRAN 1. SURAT KESEDIAAN DOSEN PEMBIMBING 2. SURAT PERMOHONAN PENGAJUAN JUDUL TUGAS AKHIR 3. SURAT PERSETUJUAN JUDUL TUGAS AKHIR 4. KARTU BIMBINGAN TUGAS AKHIR MAHASISWA 5. FORMULIR BEBAS REVISI 6. DAFTAR NILAI PKL DARI PERUSAHAAN 7. RANGKAIAN SKEMATIK SISTEM 8. DATASHEET ARDUINO UNO R3 9. LISTING BLOCK APLIKASI VOICE ARDUINO 10. LISTING BLOCK APLIKASI TEKS ARDUINO 11. LISTING PROGRAM ARDUINO xii

12 1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Seiring berkembangnya 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 yang menggunakan teknologi nirkabel contohnya seperti internet, wifi, infra merah, Bluetooth dan jaringan seluler. Bukan hanya itu saja saat ini banyak peralatan elektronik yang menggunakan teknologi nirkabel contohnya yang menggunakan teknologi nirkabel adalah saklar nirkabel yang saat ini dapat dengan mudah kita temukan dalam kehidupan sehari-hari seperti remote control TV, remote control mobil mainan, dan lain sebagainya. Untuk itu dibutuhkan suatu sistem pengendali yang dapat mengontrol semua peralatan listrik dengan mudah, nyaman dan tidak menggunakan banyak tempat serta tidak menggunakan waktu yang lama dalam prosesnya serta mudah dan praktis dibawa kemana saja kapanpun dan dimanapun. Oleh karena itu penulis berfikir bagaimana caranya membuat alat yang bisa membantu manusia dalam hal-hal yang ringan seperti menyalakan lampu, di samping itu juga lebih mudah dan praktis cara menggunakannya, dan juga dapat menghemat waktu yang didibutuhkan dalam melakukan pekerjaan tersebut. Maka dari itu penulis mengambil judul Perancangan Sistem Pengendali Peralatan Listrik Rumah Tangga melalui Perintah Suara dengan Arduino dan Bluetooth berbasis Android. 1

13 2 1.2 Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas maka dapat di identifikasikan berbagai masalah, yaitu: 1. Dengan membuat sebuah sistem yang di buat menggunakan sebuah Mikrokontroller (Arduino) dan mengontrolnya dengan Android melalui jaringan Bluetooth yang bisa memudahkan manusia dalam mengerjakan pekerjaannya tersebut. 2. Bagaimana cara menerapkan mikrokontroller (Arduino) pada Switch on/off peralatan listrik rumah tangga dan di Kontrol melalui smartphone Android dengan Perintah Suara. 1.3 Batasan Masalah Permasalahan yang diangkat pada tugas akhir ini memiliki batasan masalah sebagai berikut : 1. Jaringan Bluetooth yang digunakan hanya memiliki jangkauan 10 meter. 2. Sistem Operasi untuk aplikasi pengontrolannya adalah sistem operasi Android 4.3 (jelly bean) atau higher. 3. Mikrokontrollernya menggunakan Arduino Uno R3. 4. Aplikasi Android harus terkoneksi Internet. 5. Aplikasi android dibuat menggunakan App Inventor MIT 2 versi online. 6. Tidak membahas tentang penerjemahan perintah suara menjadi teks. 7. Sistem tidak bisa multitasking dalam mengerjakan semua perintah. 8. Tidak membahas tentang protocol Bluetooth.

14 3 1.4 Motivasi Tugas Akhir Motivasi Tugas Akhir Adapun motivasi tugas akhir adalah untuk membantu manusia dalam mengerjakan pekerjaannya agar menjadi lebih efisien dan mudah sehingga pekerjaan lainnya dapat terselesaikan dengan cepat tanpa menghabiskan banyak waktu Tujuan Tugas Akhir Tujuan dari tugas akhir ini adalah : 1. Lebih memaksimalkan perangkat Smartphone Android dan Mikrokontroller Arduino dalam penggunaannya pada manusia. 2. Membantu Manusia dalam mengerjakan pekerjaan sehari-hari. 3. Membantu memaksimalkan atau mengefisienkan pekerjaan yang dilakukan manusia khususnya pekerjaan yang dilakukan didalam rumah. 1.5 Manfaat Tugas Akhir Manfaat dari tugas akhir ini adalah untuk memberikan kemudahan kepada manusia dalam mengontrol peralatan yang menggunakan listrik khususnya di dalam rumah serta membantu manusia memanfaatkan waktu secara lebih baik. 1.6 Metode Tugas Akhir Studi Dasar Pada tahap ini dilakukan studi terhadap permasalahan dari peralatan listrik yang ada atau dipakai didalam rumah tangga khususnya dalam pengontrolannya serta waktu dan jarak yang dibutuhkan dari satu alat kealat lainnya.

15 Pengumpulan dan Analisis Data Pada tahap ini penulis mengamati secara langsung terhadap kegiatan yang berhubungan dengan alat yang di buat dalam sistem pengendali dengan sensor suara pada smartphone android Implementasi Pada metode ini penulis menganalisa sistem-sistem yang sudah ada dengan beberapa poin pertimbangan, seperti bagaimana cara kerja sistem, apa saja komponen yang membangun sistem tersebut dan juga kekurangan dari sistem tersebut Uji Coba dan Evaluasi Pada tahap ini dilakukan uji coba terhadap sistem yang telah dibuat berdasarkan tujuan Perancangan sistem pengontrolan peralatan listrik rumah tangga melalui perintah suara dengan Arduino dan Bluetooth berbasis Android serta melakukan evaluasi dan perbaikan dalam beberapa hal Penyusunan Buku Tugas Akhir Pada tahap ini merupakan penyusunan laporan yang memuat dokumentasi mengenai pembuatan Perancangan sistem pengontrolan peralatan listrik rumah tangga melalui perintah suara dengan Arduino dan Bluetooth berbasis Android serta hasil dari pengujian sistem yang telah dilakukan.