Aplikasi Android Bluetooth Monitoring LED RGB Pada Penerangan Panggung Miftachul Ulum 1, Diana Rahmawati 2 1,2 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Trunojoyo Madura 1 mif_ulum21@yahoo.com, 2 diana_rahmawti@yahoo.com Abstrak Panggung merupakan pusat perhatian pengunjung. Di dalam perancangan panggung, tentunya terdapat sistem penerangan. Sistem penerangan yang biasanya dipakai adalah sistem build-up alias buatan pabrik yang cukup mahal harganya serta cara mengontrol yang rumit. Oleh sebab itu, dibuat prototype sistem pengontrolan penerangan yang lebih sederhana, dengan biaya yang lebih murah. Prototype ini menggunakan ardunio sebagai master control, karena ardunio telah banyak digunakan untuk membuat berbagai aplikasi praktis di masyarakat. Untuk lebih memudahkan pengguna, digunakan android sebagai interface pengontrolannya. Dengan sistem ini, pengguna dapat mengontrol tanpa perlu bersentuhan langsung dengan sistem tersebut. Di dalam sistem penerangan pesta ini, digunakan beberapa modul lampu, diantaranya: LED (Light Emmitting Diode) RGB(Red Green Blue), sebagai lampu yang dapat berubah warna apabila diberi pulsa PWM dari arduino, satu LED brightness yang nantinya dapat diatur pencahayaannya. Kemudian beberapa modul LED on/off yang nantinya dapat dihidupkan/dimatikan. Untuk menghubungkan sistem arduino dengan android, maka ditambahkan bluetooth sebagai sarana komunikasinya, dengan pertimbangan bahwa bluetooth tidak memerlukan kabel untuk berkomunikasi, melainkan hanya menggunakan sarana gelombang elektromagnetik Kata kunci : Sistem Penerangan Pesta, Arduino, Modul Lampu, Bluetooth, Android 1. Pendahuluan Tata cahaya panggung merupakan sarana penunjang dalam seni pertunjukan, untuk memperjelas sesuatu yang dipertontonkan. Cahaya memungkinkan orang untuk dapat melihat, yang berarti dalam seni pertunjukan diperlukan pencahayaan panggung, baik itu cahaya alam maupun cahaya buatan. Kemampuan untuk mengatur cahaya alam sangat terbatas, karena itu untuk mengontrol pencahayaan dibutuhkan cahaya buatan. Pencahayaan panggung menggunakan cahaya buatan untuk memungkinkan penonton melihat pertunjukan, menunjukkan setting, membantu menciptakan suasana, dan berfungsi sebagai elemen komposisi. LED adalah singkatan dari "Light Emitting Diode". LED telah beredar cukup lama, tetapi baru akhir-akhir ini produsen-produsen LED telah mulai memperluas lini produk mereka dari lampu dioda sederhana, yang digunakan terutama untuk lampu indikator, ke versi yang lebih canggih, lebih efisien dan lebih terang. Dalam dekade terakhir ini, kemajuan teknologi LED telah berhasil membuat LED yang lebih terang dan berdaya lebih tinggi untuk diaplikasikan ke dalam senter, lampu outdoor, lampu mobil, dan sebagainya. Dan hanya baru-baru ini, LED mulai digunakan secara luas untuk keperluan penerangan umum (penerangan A-106 dalam/luar ruangan, penerangan komersial, lampu dekorasi, lampu sorot, lampu panggung, dan lainlain). Penelitian ini merancang prototype sistem pengontrolan penerangan panggung yang lebih sederhana, dengan biaya yang lebih murah. Prototype ini menggunakan ardunio sebagai master control, karena ardunio telah banyak digunakan untuk membuat berbagai aplikasi praktis di masyarakat. Untuk lebih memudahkan pengguna, digunakan android sebagai interface pengontrolannya. Dengan sistem ini, pengguna dapat mengontrol tanpa perlu bersentuhan langsung dengan sistem tersebut. Di dalam sistem penerangan pesta ini, digunakan beberapa modul lampu, diantaranya: LED (Light Emmitting Diode) RGB(Red Green Blue), sebagai lampu yang dapat berubah warna apabila diberi pulsa PWM dari arduino, satu LED brightness yang nantinya dapat diatur pencahayaannya. Kemudian beberapa modul LED on/off yang nantinya dapat dihidupkan/dimatikan. Untuk menghubungkan sistem arduino dengan android, maka ditambahkan bluetooth sebagai sarana komunikasinya, dengan pertimbangan bahwa bluetooth tidak memerlukan kabel untuk berkomunikasi, melainkan hanya menggunakan sarana gelombang elektromagnetik.
2.Perancangan Sistem Arsitektur pada panggung bertemakan Party Hall Lighting yang merupakan pencahayaan pada panggung pesta. Ada 3 tipe pencahayaan pada panggung Party Hall Lighting yaitu menggunakan tombol ON/ OFF sebagai switch, LED RGB (Red, Green and Blue) dan LED Brightness(dimmer). Arsitektur panggung Party Hall Lighting lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 1 dibawah ini: Gambar 1. Desain Panggung (Party Hall Lighting) Arsitektur pada Gambar 1 terdiri dari beberapa pencahayaan. Pertama, panggung sebelah kiri dan kanan menggunakan 8 LED RGB dengan masingmasing 2 LED kuning, 2 LED merah, 2 LED hijau dan 2 LED Biru menyala bersamaan. Kedua, pilar sebelah kanan dan kiri layar menggunakan masingmasing menggunakan 2 LED putih bekedip cepat dengan posisi atas dan bawah, LED atas menghadap ke bawah dan LED bawah menghadap ke atas. Ketiga, setiap tangga diberikan LED berwarna kunig kedap-kedip bergantian dengan jumlah 1 dari masing-masing anak tangga. Gambar 2. Tampilan Android Gambar 2. Merupakan tampilan dari aplikasi android yang telah di bangun. Pada tampilan menggunakan scroll, bisa di geser ke atas dan ke bawah dengan bagian bagian LED RGB 1, LED RGB 2 dan LED RGB 3. Pada nilai pewarnaan LED RGB bisa di geser ke kanan dan ke kiri, jika di gesera ke kanan maka nilai PWM akan bertambah besar dengan menghasilkan warna yang lebih terang dan jika nilai PWM di geser ke kiri maka nilai PWM akan berkurang dengan menghasilkan warna yang lebih redup. Arduino BT adalah papan mikrokontroler awalnya menggunakan ATmega168, tapi sekarang menggunakan jenis ATmega328 dan modul Bluegiga WT11 bluetooth. Arduino BT mendukung komunikasi serial wireless melalui bluetooth (tapi tidak kompatibel dengan headset Bluetooth atau perangkat audio lainnya). Arduino BT memiliki 14 digital pin input / output (dimana 6 dapat digunakan sebagai output PWM dan satu dapat digunakan untuk me-reset modul WT11), 6 input analog, oscillator kristal 16 MHz, sekrup terminal, header ICSP, dan tombol reset. Arduino BT berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler dan dapat diprogram secara nirkabel melalui koneksi Bluetooth. Instruksi yang tersedia untuk memulai dengan Arduino BT. (Kadir, 2012). Berikut adalah tabel ringkasan spesifikasi Arduino BT(Bluetooth): Tabel 1. Ringkasan Spesifikasi Arduino BT(Bluetooth) Nama Spesifikasi Mikrokontroler ATmega328 Operasi tegangan 5Volt Input tegangan 2,5-12v Pin I/O digital 14 (6 bisa untuk PWM) Pin Analog 6 Arus DC tiap pin I/O 40mA Arus DC ketika 3.3V 500mA Arus DC ketika 5V 1000mA Memori flash 32 KB (digunakan oleh bootloader) SRAM 2 KB (ATmega328) EEPROM 1 KB (ATmega328) Kecepatan clock 16 MHz Modul BT 2.1 WT11i-A-AI4 Modul Bluetooth HC-06/BO adalah modul siap pakai untuk membuat embedded project Anda memiliki kemampuan berkomunikasi secara serial dengan protokol standar Bluetooth versi 2.0. Papan Inti HC-06 (menggunakan chipset CSR BC417) sudah dipasangkan dengan adapter koneksi (backplane break-out board) sehingga mudah untuk digunakan, cukup menghubungkan modul ini dengan kabel koneksi serial ke pin RX/TX dari mikrokontroler/ board Arduino. Modul ini dioperasikan lewat perintah AT (AT commands) yang dikirimkan secara serial. Koneksi secara default diset di kecepatan 9,600 bps (bisa dikustomisasi dari 1200 bps hingga 1,35Mbps). A-107
Catu daya untuk untuk modul ini sebesar 3v3 (untuk pengguna Arduino, bisa meyambungkan keluaran 3v3 ke pin Vcc pada modul bt ch-06). Besar arus yang digunakan antara 8 ma (saat komunikasi) hingga 30 ma (saat proses pairing). Modul ini hanya dapat bertindak sebagai bluetooth slave device. (Monk, 2010). Dari percobaan yang telah dilakukan dihasilkan hasil simulasi yang terbagi dalam 4 tabel, berikut hasil simulasi dari percobaan yang telah di lakukan: 3.1 LED RGB ON/ OFF Tabel 1. LED RGB ON/ OFF A. Diagram Blok Sistem Keseluruhan Gambar 3. Diagram blok sistem keseluruhan Pada proses awal, semua jalur data pada lsistem pencahayaan (sistem kontrol ke semua modul kontrol, diatur sebagai Rx. Kemudian sistem kontrol mengirimkan kode seri bluetooth yang kemudian diterima unit kontrol (android), kemudian unit kontrol mengkoneksikan diri dengan sistem kontrol. Setelah keduanya terkoneksi, maka unit kontrol mengirimkan perintah ke sistem kontrol yang akan diseleksi, apakah perintah tersebut untuk modul kontrol 1, modul kontrol 2, atau modul kontrol 3. Setelah sistem kontrol menyeleksi perintah tersebut. Maka sistem kontrol merubah arah jalur menjadi: control signal & enable signal pada sistem kontrol menjadi Tx, sedangkan control signal & enable signal pada semua modul kontrol menjadi Rx. Kemudian data dikirim dari sistem kontrol ke modul kontrol pilihan, yang selanjutnya modul kontrol tersebut mengubah kondisi LED modulenya sesuai perintah. Setelah kondisi LED modulenya berubah, maka modul kontrol tersebut mengubah arah jalur menjadi: control signal & enable signal pada sistem kontrol menjadi Rx, sedangkan control signal & enable signal pada modul kontrol tersebut menjadi Tx. Yang bertujuan untuk mengirimkan data kondisi LED module yang bersangkutan ke sistem kontrol. Kemudian data tersebut dikirimkan oleh sistem kontrol ke unit kontrol melewati Bluetooth module. Setelah kondisi LED module yang bersangkutan telah dapat ditampilkan oleh unit kontrol, maka unit kontrol mengirimkan perintah ke sistem kontrol untuk merubah jalur data ke modul kontrol tersebut menjadi seperti semula (jalur data pada sistem kontrol ke semua modul kontrol, diatur sebagai Rx). Begitu seterusnya apabila ingin mengirimkan perintah dari unit kontrol ke sistem penerangan. 3.Hasil Simulasi A-108 Merah > 0 Hijau > 0 Biru > 0 3.2 LED RGB (Merah, Hijau, Biru) Tabel 5. LED RGB (Merah, Hijau, Biru)
3.3 LED RGB dimmer (Pencerahan) Tabel 3. LED RGB dimmer (Pencerahan) Merah = 25 Hijau = 25 Biru = 25 3.4 LED RGB Mixing Merah = 75 Hijau = 75 Biru = 75 Tabel 4. LED RGB Mixing Hijau = 50 Merah = 150 Hijau = 150 Merah = 200 Hijau = 200 Biru = 200 4. Analisis Hasil Simulasi Analisis dari hasil simulasi di atas terdapat beberapa kategori yaitu LED RGB ON/ OFF, LED RGB (Merah, Hijau, Biru), LED RGB dimmer (Pencahayaan) dan LED RGB Mixing. Berikut hasil analisisnya: A-109
4.1 ON/ OFF Tabel 5. Analisis LED RGB ON/ OFF Merah > 0 ON Hijau > 0 Biru > 0 OFF Tabel 4. LED RGB akan O N ketika nilai PWM (Pulse Widht Modulation) warna merah, hijau dan biru lebih dari 0 dan LED RGB akan OFF ketika nilai PWM (Pulse Widht Modulation) warna merah, hijau dan biru sama dengan 0. 4.2 RGB (Merah, Hijau, Biru) Tabel 6. Analisis LED RGB (Merah, Hijau, Biru) Merah Hijau Biru Tabel 5. LED RGB akan berwarna merah ketika nilai PWM (Pulse Widht Modulation) merah sama dengan 255 warna hijau dan biru bernilai 0, LED RGB akan berwarna hijau ketika nilai PWM (Pulse Widht Modulation) hijau sama dengan 255 serta warna merah dan biru sama dengan 0 dan LED RGB akan berwarna biru ketika nilai PWM (Pulse Widht Modulation) biru sama dengan 255 serta warna merah dan hijau bernilai 0. 4.3 LED RGB dimmer (Pencerahaan) Analisis pada LED RGB dimmer (pencerahan) dihasilkan dengan mengubah nilai PWM (Pulse Widht Modulation) warna merah, hijau dan biru mulai dari 25 75 150 200-255. Konsep dari kecerahan LED RGB adalah semakin besar nilai PWM (Pulse Widht Modulation) semakin cerah LED RGB dan sebaliknya jika nilai PWM (Pulse Widht Modulation) semakin kecil maka akan semakin redup nyala LED RGB yang di hasilkan. Paling terang LED RGB sama dengan 255 dan mati sama dengan 0. 4.4 LED RGB Mixing (Campuran) Tabel 7. Hasil analisis LED RGB Mixing Kuning Hijau = 50 A-110 Ungu Cyan Tabel 6. LED RGB akan berwarna kuning ketika nilai PWM (Pulse Widht Modulation) merah sama dengan 255 warna hijau 50 dan biru bernilai 0, LED RGB akan berwarna ungu ketika nilai PWM (Pulse Widht Modulation) merah sama dengan 255 serta hijau 0 dan biru sama dengan 0 dan LED RGB akan berwarna biru ketika nilai PWM (Pulse Widht Modulation) biru sama dengan 255 serta warna merah dan hijau bernilai 0. 5. Kesimpulan 1. Perancangan pengatur LED RGB menggunakan android sangat efisien, karena pengaturan terhadap LED RGB dapat dikontrol dengan tidak langsung atau menggunakan hand phone yang berbasis android. 2. Dalam LED RGB mempunyai 3 kaki, dengan setiap kaki ke 1, 3 dan 4 mempunyai masingmasing warna yaitu merah, hijau dan biru dan kaki ke 2 adalah katode yang dihubungkan ke ground. 3. Dalam pengaturan nyala, mati, cerah dan warna lainnya dapat dikontrol dengan cara menggeser warna pada aplikasi android, dan dapat mengganti nilai PWM (Pulse Width Modulation), jika bernilai 0 maka LED RGB mati dan jika bernilai > 0 LED RGB hidup dan jika LED RGB bernilai 255 maka LED RGB memancarkan cahaya lebih terang. DAFTAR PUSTAKA Kadir, Abdul. 2012. Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan Pemogramannya menggunakan Arduino, Yogyakarta: Andi Yogyakarta McRoberts, Michel. 2010. Begining Arduino. New York: Apress Monk, Simon. 2010. 30 Arduino Project for the Evil Genius. The McGraw-Hill Companies, Inc www.id.wikipedia.org/wiki, Sistem_benam, [6 November 2014] www.id.wikipedia.org/wiki, Android_(sistem_operasi), [7 November 2014] www.tobuku.com/docs, Arduino-Pengenalan.pdf, [7 November 2014]