APLIKASI BLUETOOTH SEBAGAI INTERFACING KENDALI MULTI- OUTPUT PADA SMART HOME Nur Yanti Politeknik Negeri Balikpapan Kontak person: Nur Yanti email: nur.yanti@poltekba.ac.id Abstrak Sistem smart home saat ini merupakan salah satu solusi untuk memudahkan dalam mengendalikan dan mengawasi seluruh ruangan yang ada di rumah, terutama saat berada di luar rumah. Sistem Smart home telah banyak dirancang dan digunakan namun dengan konsep yang berbeda-beda. Sistem smart home hingga kini memiliki kekurangan yaitu masih menggunakan bentuk instalasi kabel konvensional. Dimana, kabel konvensional memerlukan jumlah kabel yang sangat banyak,sulitnya proses instalasi, mengurangi keindahan ruangan serta memerlukan tukang dalam proses pengerjaan dan dapat menjadi pemicu terjadinya kebakaran apabila terjadi hubung singkat. Oleh karena itu, untuk mengatasi hal tersebut, teknologi nirkabel dapat digunakan dalam sistem smart home. Teknologi nirkabel yang dikembangkan dalam penelitian ini yaitu komunikasi wireless dengan komunikasi serial bluetooth. Tujuan penelitian ini merancang interfacing menggunakan komunikasi nirkabel bluetooth dengan mikrokontroller sebagai pengendali utama dan smartphone berbasis android sebagai tampilan indikator dari output yang dikontrol. Metodologi yang dilakukan meliputi perancangan hardware, pembuatan software, pengujian alat serta pengoperasian alat. Perancangan hardware berupa modul interfacing multi-output, pembuatan program sesuai sistem yang diinginkan, pengujian alat meliputi pengujian mikrokontroller, sensor gas MQ2, sensor suhu DHT11, motor servo dan serial bluetooth, setelah itu dilakukan pengoperasian alat, penerapan smart home dan penarikan kesimpulan.penelitian ini menghasilkan sistem kontrol dan monitoring multi-output yang diaplikasikan pada smart home dengan tampilan pada smartphone android menggunakan komunikasi bluetooth. Bluetooth sebagai media komunikasi nirkabel dapat diaplikasikan untuk berbagai aplikasi kontrol dengan sistem transmitter-receiver yang baik. Kata kunci: arduino uno, bluetooth, multi-output, nirkabel 1. Pendahuluan Komunikasi nirkabel dengan berbagai aplikasi dan kegunaannya dapat dimanfaatkan untuk membantu mengatasi permasalahan-permasalahan yang dihadapi dalam kehidupan sehari-hari dalam lingkungan masyarakat, industri maupun perkantoran terutama untuk sistem kontrol dan monitoring. Penerapan komunikasi nirkabel dalam hal ini pada smart home, dapat membantu pengendalian dan pengawasan keadaan seluruh ruangan suatu rumah, perkantoran atau ruangan yang selalu memerlukan pemantauan keamanan. Namun sistem smart home masih banyak menggunakan sistem kabel konvensional, yang memiliki resiko tinggi seperti kebakaran jika terjadi hubung singkat, tingkat kerumitan telusur jika terjadi error pada sistem, dan pemasangan instalasi kabel yang memerlukan waktu yang lama dan tenaga tukang dalam pemasangan. Untuk mengatasi permasalahan tersebut penggunaan sistem komunikasi nirkabel memiliki dampak signifikan dalam mengurangi sistem pengkabelan yang komplek dan rumit. Komunikasi nirkabel yang dikembangkan yaitu komunikasi wireless dengan serial bluetooth, sehingga penelitian ini bertujuan merancang suatu interfacing untuk sistem kendali dan monitoring beberapa output menggunakan komunikasi nirkabel bluetooth, dan output yang dikendalikan ditampilkan pada smartphone android, dengan mikrokontroller arduino uno sebagai pengendali utama. Perangkat output yang dikontrol dan dimonitoring meliputi : pengontrolan lampu ruangan/led, monitoring sensor gas MQ2, sensor suhu DHT11 dan pengendalian derajat motor servo sebagai penggerak pintu. 2. Metode Penelitian Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini meliputi perancangan hardware berupa interfacing multi-output, pembuatan software aplikasi, pengujian alat yang meliputi pengujian dari berbagai interfacing output serta pengoperasian alat. Adapun flowchart dari metode penelitian ini, ditunjukkan pada gambar dibawah ini. SENTRA 2017 IV - 1
Star Perancangan Rangkaian Alat Pembuatan Rangkaian Alat Pembuatan Listing Program Perancangan Desain Alat Pengujian LED MK DHT11 MQ2 SERVO Pengoperasian Apakah Berhasil? T Selesai Y Gambar 1. Diagram alir metode penelitian 3. Hasil Penelitian dan Pembahasan Perancangan hardware interfacing multi-output dan input dari sensor menggunakan media kontrol atau monitoring dengan menggunakan interface android. Komunikasi serial bluetooth yang memanfaatkan wireless diaplikasikan sebagai media kontrol serta monitoring. Modul bluetooth yang digunakan adalah bluetooth HC-05, yang memiliki kelebihan antara lain penerapannya mudah dan harganya yang relatif terjangkau. Bluetooth HC-05 berdasarkan penelitian memiliki jarak antara output dan media interface sebagai input maupun sebaliknya memiliki rentang nilai tertentu. Jika diantaranya terdapat halangan dinding atau tembok akan mempengaruhi proses komunikasi antara media interface pada modul tersebut. Berikut ilustrasi penelitian dimana modul bluetooth optimal dalam jarak 10 meter dengan penghalang tembok tebal 8 cm dan dalam jarak 22 meter tanpa penghalang. IV - 2 SENTRA 2017 Gambar 2. Jarak komunikasi modul bluetooth
3.1. Kontrol On/Off LED Dengan Aplikasi Android Via Bluetooth Aplikasi pada interfacing ini mengendalikan kondisi on/off pada LED dengan media android. Penggunaan bluetooth HC-05 adalah sebagai media komunikasi wireless dalam pertukaran data antara aplikasi dengan mikrokontroler arduino uno. Pengontrolan LED ini sebagai ilustrasi pengendalian lampu ruangan. Pada interfacing ini digunakan 3 buah LED sebagai output kontrol, 1 buah bluetooth HC-05 dan mikrokontroler arduino uno. Berikut gambar rangkaian : Gambar 3. Rangkaian kontrol led dengan bluetoth HC-05 Konfigurasi pin input-output arduino uno Konfigurasi pin input-output pada arduino uno adalah susunan atau penempatan berbagai komponen pendukung yang berdiri sebagai input maupun output. Berikut tabel konfigurasi pin pada arduino uno beserta fungsinya. Tabel 1. Konfigurasi pin input-output arduino uno Nomer Pin Fungsi Pin 1 Komunikasi Serial Rx Bluetooth 2 Komunikasi Serial Tx Bluetooth 11 Output LED 1 12 Output LED 2 13 Output LED 3 Cara kerja kendali LED dengan aplikasi android Pengujian kontrol LED melalui tampilan interface dapat dilakukan dengan melihat indikator kontrol lampu yaitu berhasilnya pengiriman perintah yang dapat dilihat langsung melalui tampilan serial monitor pada Arduino IDE. Jika berhasil maka pada serial monitor akan menampilkan perintah untuk LED ON atau LED OFF. Tabel 2. Kontrol LED Perintah/Data Interface Tampilan Interface Output LED Karakter ( 1 ) LED On LED On Karakter ( A ) LED Off LED Off Karakter ( 2 ) LED On LED On Karakter ( B ) LED Off LED Off Karakter ( 3 ) LED On LED On Karakter ( C ) LED Off LED Off Berikut adalah gambar tampilan interface atau aplikasi android pada smartphone. Gambar 4. Tampilan interface kontrol LED SENTRA 2017 IV - 3
3.2. Monitoring Sensor Gas Dengan Aplikasi Android Perancangan Interfacing ini adalah membuat alat dan media aplikasi android dengan fungsi monitoring pada sensor MQ2 atau sensor gas. Sensor ini digunakan untuk sebuah sistem keselamatan. Jenis sensor ini digunakan untuk membaca kebocoran gas dan selanjutnya dapat diaplikasikan dengan menghubungkan kepada sebuah sistem pengaturan untuk menutup segala proses yang menyebabkan atau mengalami kebocoran gas tersebut. Penggunaan bluetooth HC-05 adalah sebagai media komunikasi wireless dalam pertukaran data antara aplikasi dengan mikrokontroler arduino uno. Pada penelitian ini digunakan 1 buah sensor MQ2 atau sensor gas, 1 buah bluetooth HC-05 dan mikrokontroler arduino uno. Berikut gambar rangkaian: Gambar 5. Rangkaian monitoring dengan sensor gas dan bluetoth HC-05 Konfigurasi pin input-output arduino uno Konfigurasi pin input-output pada arduino uno adalah susunan atau penempatan berbagai komponen pendukung sebagai input maupun output. Berikut tabel konfigurasi pin pada arduino uno beserta fungsinya. Tabel 3. Konfigurasi pin input-output arduino uno Nomer Pin Funngsi Pin 1 Komunikasi Serial Rx Bluetooth 2 Komunikasi Serial Tx Bluetooth A0 Input Sensor Cara kerja monitoring dengan sensor gas dan aplikasi android Pengujian monitoring sensor gas melalui tampilan interface dapat dilakukan dengan melihat keadaan suatu tempat yang terpapar gas, misal gas LPG. Arduino uno melalui modul bluetooth akan mengirimkan indikasi atau pelevelan terhadap kadar gas yang diterima oleh sensor. Keadaan tersebut diklasifikasikan dalam 3 tingkatan AMAN, AWAS, dan BAHAYA. Kodisi tersebut berdasarkan nilai analong yang dihasilkan oleh sensor dan memberikan pelevelan berdasarkan angka yang disesuaikan berdasarkan listing program yang dibuat. Tabel 4. Monitoring gas Perintah / Data Interface Tampilan Interface Data ( 333 ) AMAN Data ( 444 ) AWAS Data ( 555 ) BAHAYA Berikut adalah gambar tampilan interface atau aplikasi android pada smartphone sebagai monitoring dengan sensor gas. IV - 4 SENTRA 2017 Gambar 6. Tampilan interface monitoring sensor gas
3.3. Monitoring Sensor Suhu Dengan DHT11 Dengan Aplikasi Android Perancangan aplikasi android dengan fungsi monitoring pada sensor suhu DHT11. Penggunaan bluetooth HC-05 adalah sebagai media komunikasi wireless dalam pertukaran data antara aplikasi dengan mikrokontroler arduino uno. Pada penelitian ini digunakan 1 buah sensor suhu DHT11, 1 buah bluetooth HC-05 dan mikrokontroler arduino uno. Berikut gambar rangkaian: Gambar 7. Rangkaian monitoring dengan sensor suhu DHT11 dan bluetoth HC-05 Konfigurasi pin input-output arduino uno Konfigurasi pin input-output pada arduino uno adalah susunan atau penempatan berbagai komponen pendukung yang berdiri sebagai input maupun output. Berikut tabel konfigurasi pin pada arduino uno beserta fungsinya. Tabel 5. Konfigurasi pin input output arduino uno Nomer Pin Funngsi Pin 1 Komunikasi Serial Rx Bluetooth 2 Komunikasi Serial Tx Bluetooth 5 Input Sensor Cara kerja monitoring sensor suhu dengan aplikasi android Pengujian monitoring sensor suhu melalui tampilan interface dapat dilakukan dengan melihat nilai suhu dalam satuan celcius pada suatu tempat yang dapat dilihat langsung melalui tampilan serial monitor pada arduino IDE dan pada aplikasi android. Jika berhasil maka pada serial monitor akan menampilkan nilai suhu yang terukur, dan jika terkoneksi melalui bluetooth maka nilai suhu tersebut juga dapat dilihat pada aplikasi android. Tabel 6. Monitoring sensor suhu Perintah / Data Interface Tampilan Interface Serial.Read Perubahan Nilai Suhu dalam Celcius Berikut adalah gambar tampilan interface atau aplikasi android pada smartphone sebagai monitoring sensor suhu yang nantinya akan dikirim ke arduino uno melalui modul bluetooth. Gambar 8. Tampilan interface monitoring sensor gas suhu SENTRA 2017 IV - 5
3.4. Kontrol Kondisi Derajat Motor Servo Dengan Aplikasi Android Perancangan interfacing ini adalah mengatur kondisi derajat motor servo yang dapat dikontrol dengan media aplikasi android. Penggunaan motor servo sebagai penggerak pada pintu. Penggunaan bluetooth HC-05 adalah sebagai media komunikasi wireless dalam pertukaran data antara aplikasi dengan mikrokontroler arduino uno. Pada bagian ini digunakan 1 buah motor servo sebagai output kontrol, 1 buah bluetooth HC-05 dan mikrokontroler arduino uno. Berikut gambar rangkaian: Gambar 9. Rangkaian kontrol derajat motor servo dengan bluetoth HC-05 Konfigurasi pin input-output arduino uno Konfigurasi pin input-output pada arduino uno adalah susunan atau penempatan berbagai komponen pendukung yang berdiri sebagai input maupun output. Berikut merupakan tabel konfigurasi pin pada arduino uno beserta fungsinya. Tabel 7. Konfigurasi pin input-output arduino uno Nomer Pin Fungsi Pin 1 Komunikasi Serial Rx Bluetooth 2 Komunikasi Serial Tx Bluetooth 4 Output Motor Servo Cara kerja kendali derajat motor servo dengan aplikasi android Pengujian kontrol derajat motor servo melalui tampilan interface dapat dilakukan dengan melihat indikator derajat motor servo yaitu berhasilnya pengiriman perintah yang dapat dilihat langsung melalui tampilan serial monitor pada arduino IDE. Jika berhasil maka pada serial monitor akan menampilkan perintah untuk tiap-tiap derajat motor servo. Tabel 8. Kontrol derajat motor servo Perintah / Data Interface Tampilan Interface Karakter ( A ) 0 0 Karakter ( B ) 10 0 Karakter ( C ) 20 0 Karakter ( D ) 30 0 Karakter ( E ) 40 0 Karakter ( F ) 50 0 Karakter ( G ) 60 0 Karakter ( H ) 70 0 Karakter ( I ) 80 0 Karakter ( J ) 90 0 Karakter ( K ) 100 0 Karakter ( L ) 110 0 Karakter ( M ) 120 0 Karakter ( N ) 130 0 Karakter ( O ) 140 0 Karakter ( P ) 150 0 Karakter ( Q ) 160 0 Karakter ( R ) 170 0 Karakter ( S ) 180 0 IV - 6 SENTRA 2017
Berikut adalah gambar tampilan interface atau aplikasi android pada smartphone sebagai perintah kontrol derajat motor servo yang nantinya akan dikirim ke arduino uno melalui modul bluetooth melalui aplikasi android. Gambar 10. Tampilan interface kontrol derajat motor servo 3.5. Pengujian Komunikasi Modul Bluetooth Pengujian konektivitas bluetooth pada aplikasi interface dapat dilakukan jika seluruh rangkaian alat telah berfungsi dengan baik dan sudah terhubung melalui media bluetooth pada smartphone. Indikator pengujian konektivitas dilakukan dengan melihat tampilan pada interface. Pengujian konektivitas bluetooth keseluruhan dilakukan dalam range tertentu dan pengujian dilakukan dengan 2 kondisi yaitu dengan penghalang dan tanpa penghalang. Penghalang dalam penelitian ini adalah sebuah dinding atau tembok dengan ketebalan 8 cm. Berikut tabel hasil pengujian konektivitas Bluetooth. Tabel 9. Pengujian konektivitas bluetooth Jarak (meter) Kondisi Konektivitas 5 10 15 22 23 Pada gambar 11, pengujian konektivitas bluetooth yang berpengaruh pada pengiriman serta penerimaan data pada arduino uno ke interface melalui media pengiriman modul bluetooth dan perangkat bluetooth pada smartphone. SENTRA 2017 IV - 7
Gambar 11. Pengujian komunikasi bluetooth 4. Kesimpulan Komunikasi nirkabel wireless dengan komunikasi serial bluetooth dapat diaplikasikan sebagai interfacing media kontrol dan monitoring untuk berbagai piranti output. Penggunaan komunikasi nirkabel bluetooth dapat mengurangi sistem cabelling dan error yang komplek dan rumit yang digunakan untuk sistem keamanan dalam smart home. Hasil penelitian ini, arduino uno sebagai pengendali utama dan modul bluetooth sebagai transmitter dan receiver dari data yang akan diolah memiliki kinerja yang baik untuk mengendalikan multi-output sesuai dengan listing program yang dirancang. Untuk pengembangan interfacing multioutput ini dapat menggunakan komunikasi nirkabel dengan modul Zeeg-Bee atau komunikasi nirkabel yang lain. Referensi [1] Putro, M.D, 2014, Perancangan Shading Device Pada Smart Home, E-journal Teknik Elektro dan Komputer (2014), ISSN : 2301-8402 [2] Setiadi, H. Munadi, 2015, DESAIN MODEL SMARTHOME SYSTEM BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535, JTM Vol. 3, No. 2, Tahun 2015 [3] Fathur Z.R, Prototype Development of Monitoring System in Patient Infusion with Wireless Sensor Network, 15 th International Seminar on Intelligent Technology and Its Applications (ISITIA), ITS Surabaya, Mei 2015. [4] Yurmama, Fajar, T., Azman, Novi. 2009. PERANCANGAN SOFTWARE APLIKASI PERVASIVE SMART HOME. Yogyakarta : Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi 2009 (SNATI 2009) [5] Abdul Kadir. Buku Pintar Pemrograman Arduino. Penerbit MediaKom Yogyakarta. 2014 [6] Heri Andrianto, Aan Darmawan. Arduino Belajar Cepat dan Pemrograman. Penerbit Informatika Bandung. 2016. [7] Jazi Eko, 2014, Pengantar Elektronika & Instrumentasi, C.V ANDI OFFSET. IV - 8 SENTRA 2017