BAB III PERANCANGAN ALAT 3.1 Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan pada tugas akhir ini yaitu berupa hardware dan software. Table 3.1. merupakan alat dan bahan yang digunakan. Tabel 3.1. Alat dan Bahan Arduino UNO R3 Hardware Relay Modul 4 channel 5V Software Software Arduino 1.0.5 Software AppInventor Online Bluetooth HC-06 Breadboard Lampu LED 3 watt Fitting Lampu Steker Kabel Styrofoam Impra Board 32
33 3.2 Perancangan Prototipe Pengontrolan Lampu Prototipe pengontrolan lampu pada tugas akhir ini memiliki cara kerja yang sama pada umumnya. Yaitu pada saat Bluetooth dihidupkan dan sudah di pairing, kita pilih tombol dan mengklik yang diinginkan maka lampu akan hidup atau mati, kemudian sistem akan mengirim data ke aplikasi desktop sebagai informasi yang di display kemudian disimpan ke dalam database. Media pengiriman data yang digunakan pada tugas akhir ini bertipe Modul yaitu Bluetooth HC-06 sebagai pengukur jarak yang dapat memberikan output menyalakan lampu dan mematikan lampu,. Media penerangan menggunakan lampu LED 3V yang mendapat sumber tegangan dari AC 220V. 3.2.1. Perancangan Aplikasi Pada sistem yang dibuat untuk mengontrol lampu pada tiap tiap ruangan ini dibuat aplikasi untuk memudahkan pengendalian dari jarak sedikitnya 20m sehingga dibutuhkan media bluetooth modul untuk menjembatani antara arduino dengan smartphone. Selain itu dibutuhkan juga sebuah kondisi sinyal serta sarana untuk menampilkan hasil tiap ruangan yang akurat dan dapat dengan mudah dipantau secara terus menerus.
34 Gambar 3.1 Diagram Sistem Keseluruhan Dari diagram blok pengaturan lampu ruangan terdiri dari beberapa blok rangkaian yang terdiri dari Bluetooth Modul HC-06, Arduino UNO R3, Relay 5V 4 channel dan Aplikasi Arduino 1.0.6. Media yang digunakan adalah Relay 5V 4 channel sebagai saklar elektronik untuk mengendalikan perangkat listrik yang memerlukan tegangan dan arus yang besar.. Perubahan yang diterima dalam bentuk data analog dan mengubah data analog menjadi data digital agar dapat diterima oleh mikrokontroler yang hanya menerima data digital. Mikrokontroler yang digunakan yaitu Arduino UNO R3 dengan Atmega328. Mikrokontroler yang digunakan ini diisikan dengan program yang nantinya akan ditampilkan pada layar komputer dengan Arduini 1.0.6 dan disimpan ke dalam basis data. Sebagai media pengirim data digunakan Bluetooth HC-06 yang telah dipairing dengan smartphone. Tegangan keluarannya (V-out) akan mengalami perubahan saat lampu dihidupkan dan dimatikan.
35 Lampu yang digunakan merupakan jenis LED 3 watt sebagai petanda output apabila pengguna sedang menggunakannya maka lampu akan hidup atau menyala sesuai dengan keinginan pengguna. Sumber tegangan eksternal lampu menggunakan 220V AC. 3.2.2 Perancangan Miniatur Ruangan Ruangan ini terdiri dari 4 ruangan yang terbuat dari styrofoam dengan dilapisi impra board. Ruang tempat rangkaian elektronika terletak pada ruang yang terbuka, untuk memudahkan pengecekan rangkaian elektronika atau memperbaiki pada saat terjadi kerusakan pada rangkaian elektronika serta untuk mengontrol lampu dalam ruangan tersebut. Gambar 3.2 Miniatur ruangan
36 3.3 Rangkaian Arduino dengan Bluetooth HC-06 Komponen Bluetooth HC-06 memiliki 4 pin, yaitu pin VCC sebagai menerima input 1 sampai dengan 5 volt, pin Ground dihubungkan dengan ground dan pin TX dan RX sebagai pengirim dan penerima sinyal. Pada tahap ini pin arduino yang digunakan adalah pin 5V, pin GND, pin 0, pin 1. Gambar di bawah ini adalah gambar rangkaian Arduino dengan Bluetooth HC-06. Gambar 3.3 Rangkaian Arduino dan Bluetooth HC-06 Pada skema di atas bisa terlihat bahwa komunikasi serial antara arduino UNO dan modul HC-05 dilakukan dengan menggunakan pin hardware serial pada arduino UNO, sehingga Anda harus melepaskan koneksi antara modul HC-05 dan arduino UNO ketika mengunggah sketch. Anda dapat menggunakan pustaka SoftwareSerial sebagai alternatif agar Anda tidak perlu melepaskan dan memasang koneksi ke modul HC-05 ketika mengunggah sketch yang baru. Jika Anda menggunakan arduino Leonardo atau pro micro, maka Anda tidak perlu
melepaskan koneksi antara arduino dan modul HC-05. Untuk arduino Mega, Anda cukup menghubungkan modul HC-05 ke pin Serial1 (TX1 dan RX1). 37 Lakukan pengesetan modul bluetooth shield dengan menyambungkan kabel Arduino ke port USB komputer serta menggunakan perangkat lunak terminal serial. Pada aktifitas ini digunakan Serial Monitor dari Arduino dengan setting baudrate 38400 (karena sedang pada mode CMD) dan line ending "Both NL and CR" (karena AT command harus diakhiri dengan karakter NL dan CR). Untuk mengetes komunikasi ketik AT kemudian diikuti dengan menekan ENTER pada keyboard (atau dapat juga dengan menekan tombol "Send" pada Serial Monitor). Jika komunikasi berjalan baik maka modul bluetooth akan menjawab OK. Pada modul yang saya gunakan jika pertama kali mengirim perintah AT, modul selalu menjawab ERROR. Modul baru akan menjawab OK untuk perintah AT kedua. Sejauh ini hal ini tidak mengganggu, hanya harus mengirim perintah AT 2 kali di awal komunikasi. Berikutnya ketikkanlah perintah berikut pada Serial Monitor. Tabel 3.2 Perintah Serial Monitor AT Command Respon Keterangan AT+ORGL OK Mengembalikan ke keadaan default AT+ROLE=0 OK Mengeset modul sebagai slave AT+POLAR=1,0 OK PIO 8 high drive LED; PIO 9 low drive LED.
38 AT+UART=115200,0,0 OK Maksudnya adalah pada saat setiap awal komunikasi PIO 9 (pin 32) yang disambungkan dengan pin RESET diset logika low sehingga mereset Arduino Set baudrate 115200, 1 bit stop dan tanpa bit parity. Catatan untuk Duemilanova baudrate 57600. AT+INIT OK Inisialisasi modul Setelah selesai lepaskan kabel USB dari Arduino, set saklar operasi ke DAT, dan atur jumper seperti pada (Tx modul dengan Rx Arduino dan sebaliknya). Sambungkan lagi kabel USB, kali ini hanya sebagai catu daya. Klik kanan icon Bluetooth Device pada Notification Area pada Desktop komputer anda, klik Add Device. Maka akan ditampilkan media bluetooth yang akan disambungkan. Pilih modul bluetooth shield yang dapat memiliki nama yang berbeda-beda. 2 modul yang saya miliki (tipe sama) memiliki nama HC-05 dan H- C-2010-06-01. Setelah diklik maka akan ada menu pilihan Pairing Option, pilih "Enter the Device's Pairing Code" dan isikan "1234". Untuk mengecek port yang digunakan maka kembali klik kanan icon Bluetooth Device pada Notification area desktop, pilih Show Bluetooth Device kemudian klik icon modul bluetooth yang digunakan, kemudian klik tab
Hardware. Jika belum ada klik tab Services dan klik tanda centang Serial port (SPP) "Dev B". 39 Gambar 3.4 Cek Port Bluetooth Gambar 3.5 Cek Port Bluetooth 2
Buka perangkat lunak Arduino pilih Tools Serial Port Comxx (sesuai yang digunakan oleh modul bluetooth). 40 Arduino siap diprogram melalui bluetooth J. Serial monitor juga berfungsi normal, hanya dalam program baudrate-nya disesuaikan menjadi 115200. 3.4 Rangkaian Arduino dengan Relay 5V dan Lampu LED 3 watt Setelah merangkai rangkaian arduino dengan Bluetooth HC-06, pada sub bab ini akan menambahkan LED ke dalam rangkaian. Pin relay bagian trigger relay 1 terhubung ke pin arduino kaki 2, pin relay bagian trigger relay 2 terhubung ke pin arduino kaki 3, pin relay bagian trigger relay 3 terhubung ke pin arduino kaki 4, pin relay bagian trigger relay 4 terhubung ke pin arduino kaki 5. Dari relay terhubung ke LED yang mendapatkan tegangan 220V AC. Gambar 3.6 Rangkaian Arduino dengan Relay dan Lampu LED
41 3.5 Diagram Alir Sistem Pengontrolan Lampu Deskripsi kerja secara keseluruhan dari sistem Pengontrolan Lampu pada tugas akhir ini, sistem ini akan mulai beroperasi ketika diberikan sumber tegangan melalui port usb komputer ke Arduino. Port Usb ini juga sebagai jembatan pengiriman data dari Arduino ke komputer yang ditampilkan pada Aplikasi Desktop. Gambar 3.7 Diagram Alir Sistem Pengontrolan Lampu Lampu LED yang dipasang pada sistem hanya akan ON ketika pengguna menghubungkan smartphone ke rangkaian menggunakan bluetooth mengklik tombol ON Lampu sudah menyala, dan akan kembali dalam keadaan OFF apabila pengguna mengklik tombol OFF yang telah ditetapkan. Karena sistem pengontrolan ruangan ini merupakan sistem tertutup (loop system), maka proses pembacaan pengiriman data ini akan terus berulang. Sistem ini hanya akan berhenti beroperasi apabila dalam keadaan OFF atau tidak diberikan sumber tegangan.
42 3.6 Pembuatan Program Arduino Pengontrolan Lampu Pembuatan program arduino pada protoype pengontrolan lampu berbasis android agar relay dapat bekerja dengan program yang sudah diatur mengunakan software yang sudah di buat lalu memasukanya pada board arduino agar program berjalan sesuai dengan alat yang akan diangkat. Fungsi dari menanamkan program adalah agar rangkaian elektronika dapat membaca input, memproses input tersebut dan kemudian menghasilkan output sesuai yang sudah di program. Arduino bertugas sebagai otak yang mengendalikan input, proses dan output pada rangkaian elektronika alat. Program dapat dilihat pada gambar 3.8. Gambar 3.8 Program Arduino Keseluruhan