Rancang Bangun dan Implementasi Sistem Pengendali
Sakelar Jarak Jauh Memanfaatkan Arduino UNO dan
Perangkat Mobile Berbasis Android
Artikel Ilmiah
Diajukan kepada
Fakultas Teknologi Informasi
untuk memperoleh Gelar Sarjana Komputer
Peneliti:
Muhammad Alfian Faiz (672012173)
Yos Richard Beeh, S.T., M.Cs.
Program Studi Teknik Informatika
Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
2016
1
Rancang Bangun dan Implementasi Sistem Pengendali Sakelar
Jarak Jauh Memanfaatkan Arduino UNO dan Perangkat Mobile
Berbasis Android
1)
Muhammad Alfian Faiz, 2)
Yosh Richard Beeh
Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana
Jl. Diponegoro 52-60, Salatiga 50711, Indonesia
Email : 1)
Abstract
As an electronic devices user, have to switch off or switch on that devices appropriate on requirement. So there is created switch to control all of them. When not close with that
switches, this case will be a problem. Using Android smartphone and Arduino UNO
microcontroller will be created a system to control switches from far distance. In this system, chosen Bluetooth or Internet technology to control switch. The final result of this
study is to produce a system and application on Android smartphone to control switches
from far distance, so used to control and monitoring switch easier.
Keywords: Microcontroller Arduino UNO, Bluetooth, Internet, Android Smartphone.
Abstrak
Sebagai pengguna perangkat elektronik, dituntut untuk mematikan atau menghidupkan
perangkat tersebut sesuai kebutuhan. Maka dari itu diciptakan sakelar untuk mengontrol
perangkat elektronik tersebut. Ketika tidak berada didekat sakelar, hal ini akan menjadi masalah. Dengan menggunakan perangkat smartphone Android dan microcontroller
Arduino UNO akan dibuat sistem untuk pengendali sakelar jarak jauh. Pada sistem ini,
dipilih teknologi Bluetooth atau Internet untuk melakukan pengontrolan sakelar. Hasil
dari penelitian ini adalah untuk menghasilkan sebuah sistem dan aplikasi pada smartphone Android sebagai pengontrol sakelar jarak jauh, sehingga dapat digunakan
untuk mengontrol sekaligus monitoring sakelar dengan mudah.
Kata kunci: Arduino UNO Microcontroller, Bluetooth, Internet, Smartphone Android.
1) Mahasiswa Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga. 2) Staff Pengajar Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.
2
1. Pendahuluan
Pengggunaan peralatan elektronik untuk keperluan rumah tangga maupun
perkantoran semakin meningkat. Bahkan untuk keperluan sehari-hari, hampir
tidak bisa lepas dari peralatan elektronik. Sebagai pengguna perangkat elektronik,
dituntut untuk mematikan atau menghidupkan perangkat tersebut sesuai
kebutuhan. Maka dari itu diciptakan sakelar untuk mengontrol perangkat
elektronik tersebut. Ketika tidak berada didekat sakelar, hal ini akan menjadi
masalah. Hal ini terjadi karena sebagian besar rumah menggunakan sakelar
permanen yang tertanam pada tembok dan terhubung pada masing-masing
panel.
Seiring berkembangnya teknologi smartphone dengan sistem operasi
Android yang sekaligus mendominasi pasar ponsel dunia dan sangat mudah
ditemukan di pasaran dengan harga yang semakin terjangkau. Dari jumlah
penduduk Indonesia yang mencapai 250 juta jiwa, lembaga riset digital marketing
Emarketer memperkirakan pada 2018 jumlah pengguna aktif smartphone di
Indonesia lebih dari 100 juta orang. Indonesia akan menjadi negara dengan
pengguna aktif smartphone terbesar keempat di dunia setelah Cina, India, dan
Amerika[1].
Internet of Things atau dikenal dengan singkatan IoT, merupakan sebuah
konsep yang bertujuan untuk memperluas manfaat dari koneksi Internet dari
benda nyata yang terhubung secara terus menerus. Istilah IoT mulai dikenal pada
tahun 1999 yang saat itu disebutkan pertama kalinya dalam sebuah presentasi oleh
Kevin Ashton, co-founder and executive director of the Auto-ID Center in
MIT[8]. Seiring berkembangnya infrastruktur Internet, bukan hanya smartphone
atau komputer saja yang dapat terkoneksi dengan Internet, namun berbagai
macam peralatan elektronik bisa terhubung dengan Internet yang terkoneksi ke
jaringan lokal maaupun global menggunakan sensor dan aktuator yang tertanam
pada peralatan tersebut. Pada penelitian ini juga menggunakan konsep IoT,
dimana pengontrolan sakelar dapat dilakukan melalui smartphone Android
kemudian memerintahkan microcontroller yang keduanya terhubung dengan
Internet.
Rumusan masalah pada penelitian ini adalah bagaimana membuat sistem
pengendali sakelar jarak jauh memanfaatkan Arduino UNO dan perangkat mobile
berbasis Android? Sistem pengontrol sakelar yang akan dibuat pada penelitian ini
diharapkan mampu mengatasi permasalahan yang ada. Sistem ini memungkinkan
untuk melakukan kontrol dan monitoring sakelar jarak jauh, baik dari dalam
rumah maupun ketika sedang bepergian. Sehingga dapat mempermudah dalam
menghidupkan dan mematikan sakelar dari jarak dekat maupun jauh.
2. Tinjauan Pustaka
Penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya dengan judul “Pengendali
Pintu Gerbang menggunakan Bluetooth Berbasis Mikrokontroler Atmega 8” yang
ditulis oleh Teguh Arif Gustaman. Pada penelitian tersebut dijelaskan bahwa
prinsip kerja pengendali pintu gerbang menggunakan Bluetooth berbasis
microcontroller ATmega 8 yaitu pengiriman kode karakter melalui Bluetooth
3
kemudian diproses pada microcontroller menjadi bentuk keputusan, selanjutnya
dari energi listrik diubah menjadi gerakan mekanis pada motor servo. Hasil dari
penelitian tersebut adalah membuat aplikasi kendali yang kemudian dihubungkan
pada hardware pengendali pintu gerbang sehingga pintu gerbang dapat membuka
dan menutup sesuai dengan instruksi yang diberikan. Daun pintu gerbang
bergerak setengah melingkar atau membentuk sudut 90° dari sumbunya[3].
Pada penelitian selanjutnya yang berjudul “Rancang Bangun Kendali
Lampu Menggunakan Mikrokontroler ATMEGA8538 Berbasis Android melalui
Bluetooth dan Speech Recognition” yang ditulis oleh Anggit Supriyanto. Pada
penelitian tersebut dibahas tentang bagaimana sebuah sistem layaknya home
automation yang dapat melakukan kendali terhadap perangkat elektronik
menggunakan teknologi microcontroller, smartphone Android, Bluetooth serta
fasilitas speech recognition. Sistem yang dimaksud adalah perangkat yang dapat
mengendalikan perangkat elektronik secara wireless menggunakan smartphone
Android. Kendali secara wireless tersebut dilakukan melalui Bluetooth
menggunakan aplikasi khusus yang berjalan pada sistem operasi Android. Pada
aplikasi tersebut juga disertakan sebuah fitur speech recognition yang dapat
memberikan perintah melalui suara[4].
Penelitian lain yang berkaitan dengan penelitian ini berjudul “Smart Home
System Memanfaatkan Infrastruktur Web Service dengan Kontrol Berbasis
Android” yang ditulis oleh Muhammad Aditya Darmawan. Dijelaskan bahwa
sarana untuk menghubungkan antara perangkat bergerak dengan board
mikrokontroler pada rangkaian smart home system yaitu dapat dilakukan dengan
layanan web service. Meskipun berbeda platform dan juga bahasa pemrograman,
dengan menggunakan web service inilah, komunikasi data akan tetap terbentuk.
Oleh karena itu pada penelitian tersebut dibuat rancangan rangkaian smart home
system yang memanfaatkan infrastruktur web service dengan kontrol
menggunakan perangkat bergerak. Tujuan dari penyusunan penelitian tersebut
yaitu untuk merancang dan merealisasikan pemanfaatan infrastruktur web service
pada rangkaian smart home system untuk sistem monitoring dan kontrol lampu
berbasis Android [5].
Penelitian ini merupakan pengembangan dari penelitian-penelitian
sebelumnya yaitu, pada penelitian ini menggunakan Arduino UNO sebagai
microcontroller dan memanfaatkan teknologi Internet yang dipadukan dengan
Bluetooth sebagai media komunikasi antar hardware sehingga dapat dipilih sesuai
kebutuhan. Bluetooth dapat digunakan apabila melakukan kontrol sakelar dari
dalam rumah. Apabila perangkat Bluetooth tidak mampu menjangkau, dapat
digunakan Internet sebagai jalur komunikasi kontrol sakelar. Pemanfaatan
Internet sebagai jalur komunikasi antar hardware memungkinkan untuk
melakukan kontrol sakelar dari jarak yang tidak terbatas selama terdapat koneksi
Internet yang memadai. Penggunaan Internet juga memungkinkan perangkat
untuk mengakses database MySQL sebagai server sekaligus media penyimpanan
data secara realtime.
Sistem operasi Android bersifat open source, dimana sistem operasi ini
dapat dimodifikasi sesuai kebutuhan. Sistem operasi open source memungkinkan
untuk membuat aplikasi yang terhubung pada microcontroller dan relay untuk
4
kemudian diteruskan pada rangkaian sakelar. Sistem ini dapat digunakan untuk
mengontrol sekaligus monitoring sakelar dengan mudah dari mana saja dan kapan
saja.
Pada penelitian ini akan dibahas untuk melakukan pengontrolan sakelar
memanfaatkan teknologi Bluetooth atau Internet. Dipilih Bluetooth sebagai media
kontrol karena tidak memerlukan biaya tambahan ketika pengoperasian
berlangsung. Bluetooth hanya dapat dioperasikan pada jarak maksimal kurang
lebih 10 meter[6]. Ketika berada di dalam rumah, pengontrolan dipastikan dapat
dilakukan dengan Bluetooth, karena dengan jarak jari-jari 10 meter melingkar
diperoleh diameter sejauh 20 meter. Ketika sedang berada pada jarak yang lebih
jauh, dapat digunakan Internet untuk mengontrol dan monitoring sakelar.
Arduino UNO merupakan rangkaian komponen elektronik yang
didalamnya tertanam microcontroller dengan jenis ATmega328P-PU yang
berperan sebagai otak pengendalian sistem pada alat tersebut. Arduino UNO dapat
digabungkan bersama modul atau alat lain dengan protokol yang berbeda-beda
karena memiliki fasilitas Pulse Width Modulation, serial communication , ADC,
timer, interrupt, SPI dan I2C[7].
Perangkat Arduino UNO dapat digunakan untuk membuat suatu sistem
yang menggabungkan software dan hardware yang bersifat interaktif, yaitu dapat
menerima perintah atau rangsangan dari luar dan kemudian merespon kembali.
Konsep untuk memahami rangasangan analog dari luar dan kemudian merespon
kembali secara digital disebut dengan physical computing. Konsep ini biasanya
diaplikasikan dalam desain alat atau poyek-proyek yang menggunakan sensor dan
microcontroller untuk menerjemahkan input analog ke dalam sistem yang
kemudian menghasilkan kontrol gerakan elektro-mekanik[8].
Sistem Bluetooth terdiri dari sebuah radio trans receiver, baseband link
controller dan sebuah link manager. Baseband link controller menghubungkan
hardware radio ke base band processing dan layer protokol fisik. Link manager
melakukan aktivitas-aktivitas protokol tingkat tinggi seperti melakukan link setup,
autentikasi dan konfigurasi. Pada penelitian ini digunakan Bluetooth dengan tipe
HC-05 yang merupakan modul dengan menggunakan protokol standar Bluetooth
v2.0. Modul Bluetooth HC-05 bisa menjadi slave yaitu melakukan pairing
keperangkat lain, maupun menjadi master yaitu perangkat lain yang melakukan
pairing ke module Bluetooth CH-05 tersebut.
3. Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan Metode Penelitian dan Pengembangan
(Research and Development / R&D), metode ini digunakan untuk menghasilkan
produk dan menguji keefektifan produk tersebut. Langkah-langkah Research and
Development ditunjukkan pada Gambar 3 berikut.
5
Gambar 1 Langkah-langkah penggunaan Metode Research and Development[9]
Tahap pertama pada penelitian ini yaitu tahap Potensi dan Masalah,
potensi adalah sesuatu yang apabila didayagunakan akan memiliki nilai tambah.
Sedangkan masalah adalah penyimpangan antara yang diharapkan dengan yang
terjadi. Pada tahap ini diperoleh masalah bagaimana melakukan kontrol dan
monitoring sakelar jarak jauh, baik dari dalam rumah maupun ketika sedang
bepergian. Sehingga dapat mempermudah dalam menghidupkan dan mematikan
sakelar dari jarak dekat maupun jauh. Dilakukan penelitian berupa pertanyaan
terhadap 32 responden dengan kriteria usia dewasa, jenis kelamin laki-laki
maupun perempuan dan dari jenis profesi secara acak. Maka didapat hasil data
seperti pada Tabel 1 berikut.
Tabel 1 Hasil dari Pertanyaan yang Diajuakan
No Pertanyaan Ya Tidak
1 Menggunakan listrik di rumah 32 0
2 Menggunakan sakelar permanen yang
tertanam pada tembok 32 0
3 Memiliki smartphone Android 27 5
4 Pernah terpikir untuk mengontrol sakelar
listrik dari jarak jauh 13 19
Dari Tabel 1 diatas dapat dilihat bahwa dari data yang didapatkan hampir
semua pemilik rumah yang memasang listrik dengan menggunakan sakelar
permanen pada tembok memiliki smartphone Android. Beberapa diantaranya
pernah terpikir untuk dapat mematikan atau menghidupkan sakelar listrik dari
jarak jauh.
Tahap berikutnya adalah Pengumpulan Data, dalam tahap ini hal yang
dilakukan diantaranya melakukan studi pustaka, Studi pustaka dilakukan untuk
memperoleh hal penting yang berhubungan dan berpengaruh terhadap penelitian
yang dilakukan. Selain itu juga mempersiapkan kebutuhan sistem berupa
hardware maupun software yang dibutuhkan untuk membangun sistem. Berikut
adalah daftar software dan hardware yang dibutuhkan dan berhasil dikumpulkan
yaitu, komputer, Arduino UNO, Bluetooth HC-05, Ethernet Shield W5100, Relay
8-Ch, kabel jumper, smartphone Android, lampu listrik AC, lampu listrik DC dan
power supply. Komputer digunakan untuk menulis source code dan kemudian
meng-compile source code tersebut agar dapat dijalankan pada perangkat Arduino
UNO dan smartphone Android.
6
Tahap selanjutnya yaitu Desain Produk, pada tahap ini dibuat desain
arsitektur sistem, flowchart microcontroller, desain aplikasi Android desain
Graphical User Interface (GUI) pada aplikasi Android. Untuk desain arsitektur
sistem tersebut dapat dilihat pada Gambar 2 berikut.
Gambar 2 Desain Arsitektur Sistem
Gambar 2 menunjukkan desain arsitektur sistem yang akan dibuat, dimana
rangkaian listrik dikontrol melalui perintah dari microcontroller Arduino.
Pengontrolan dari smartphone Android dapat dilakukan melalui Bluetooth.
Sedangkan smartphone Android dan microcontroller Arduino UNO terhubung
pada server melalui Internet, menunjukkan bahwa pengontrolan juga dapat
dilakukan melaui Internet.
Gambar 3 Flowchart pada Microcontroller
Untuk desain flowchart microcontroller seperti yang ada pada Gambar 3
di atas, dapat dijelaskan bahwa ketika perangkat Arduino menyala maka akan
dilakukan inisialisasi port serial yang akan digunakan sekaligus melakukan
7
konfigurasi alamat IP (Internet Protocol). Setelah melakukan konfigurasi alamat
IP maka selanjutnya melakukan proses standby. Proses standby berlangsung
selama 50 (lima puluh) milidetik yang kemudian langsung dilanjutkan pada proses
pengecekan nilai dari variabel isBluetooth, apakah false atau true. Dimana jika
variabel isBluetooh bernilai false maka perangkat akan menjalankan pengontrolan
sakelar melalui Internet dengan cara request data dari server. Apabila dalam
melakukan request data dari server gagal atau time out maka proses akan
dikembalikan menuju proses standby. Tetapi apabila berhasil, perangkat akan
membaca data yang diterima dari server yang berupa data serial dan kemudian
diubah menjadi data analog. Data analog digunakan untuk mengubah kondisi
sakelar sesuai data yang didapatkan dari server. Setelah berhasil mengubah
kondisi sakelar, perangkat akan melakukan feedback ke server dan proses akan
dikembalikan menuju proses standby.
Apabila ketika melakukan pengecekan variabel isBluetooth dan bernilai
true maka perangkat akan menjalankan pengontrolan sakelar melalui Bluetooth
dengan cara mengaktifkan Bluetooth sebagai master dan melakukan pengecekan
apakah ada perangkat lain yang ingin melakukan proses pairing. Apabila tidak
ada perangkat lain yang ingin melakukan proses pairing maka proses
dikembalikan pada keadaan standby, tetapi apabila ada perangkat lain yang ingin
melakukan proses pairing maka akan langsung dilakukan proses pairing. Apabila
proses pairing berhasil, perangkat akan menerima data serial dari Android yang
dikirimkan melalui aplikasi yang dihasilkan dari penelitian ini. Proses berikutnya
adalah pengecekan apakah ada data yang masuk dari aplikasi tersebut, jika tidak
maka akan langsung mengirim feedback ke Android, tetapi jika ada data yang
masuk maka data tersebut akan dibaca dan diubah menjadi data analog yang
kemudian digunakan untuk mengubah kondisi sakelar. Jika proses pengubahan
kondisi sakelar sudah selesai, perangkat akan mengirim feedback ke Android dan
proses dikembalikan pada keadaan standby.
Untuk pembuatan desain aplikasi pada smartphone Android, digunakan
metode Unified Modeling Language(UML) yaitu dengan membuat use case
diagram dan activity diagram. Use case diagram desain aplikasi Android dapat
dilihat pada Gambar 4 dibawah ini.
Gambar 4 Use case Diagram Desain Aplikasi Android
8
Gambar 4 menjelaskan bahwa pengguna dapat melakukan beberapa
kontrol yaitu, mematikan sakelar melalui Internet, menghidupkan sakelar melalui
Internet, mematikan sakelar melalui Bluetooth dan menghidupkan sakelar melalui
Bluetooth. Untuk activity diagram desain aplikasi Android dapat dilihat pada
Gambar 5 berikut.
Gambar 5 Activity Diagram Desain Aplikasi Android
Gambar 5 merupakan activity diagram actor pengguna. Pengguna
membuka aplikasi pada smartphone Android dan dapat memilih menu yang
tersedia, yaitu kontrol menggunakan Bluetooth, kontrol menggunakan Internet
dan keluar. Untuk menu menggunakan Bluetooth, pengguna dapat melakukan
kontrol berupa mematikan dan menghidupkan sakelar melali Bluetooth,
sedangkan untuk menu menggunakan Internet, pengguna dapat melakukan
kontrol berupa mematikan dan menghidupkan sakelar melali Internet yang
tehubung pada database server. Jika sudah selesai melakukan kontrol, pengguna
dapat memilih menu keluar untuk menutup aplikasi.
Desain GUI aplikasi Android dapat dilihat pada Gambar 6, Gambar 7 dan
Gambar 8.
Gambar 6 Desain GUI Layar Utama Aplikasi Android
9
Pada Gambar 6 dapat dijelaskan bahwa bahwa desain tampilan layar
utama pada aplikasi Android terdapat 3 tombol yaitu, tombol Bluetooth, tombol
Internet dan tombol exit. Dimana setiap tombol memiliki fungsinya sendiri,
tombol Bluetooth berfungsi untuk berpindah menuju GUI Control Via Bluetooth
aplikasi Android, tombol Internet berfungsi untuk berpindah menuju GUI Control
Via Internet aplikasi Android dan tombol exit berfungsi untuk keluar dari aplikasi.
Untuk lebih jelasnya, desain GUI Control Via Bluetooth dapat dilihat pada
Gambar 7.
Gambar 7 Desain GUI Control Via Bluetooth Aplikasi Android
Pada Gambar 7 menunjukkan Desain GUI Control Via Bluetooth Aplikasi
Android dengan 11 (sebelas) tombol. Tombol pojok kanan atas adalah tombol
koneksi yang menghubungkan atau memutus hubungan antara smartphone
Android dengan perangkat microcontroller Arduino UNO melalui Bluetooth.
Pada bagian tengah terdapat 8 (delapan) tombol yang dapat digunakan untuk
mengontrol kondisi sakelar listrik masing-masing sesuai dengan nomor tombol.
Sedangkan pada bagian bawah terdaapat 2 (dua) tombol yang berfungsi untuk
mematikan atau menghidupkan semua sakelar.
Gambar 8 Desain GUI Ganti Ikon dan Nama pada Aplikasi Android
Gambar 8 dapat dijelaskan bahwa ikon dan nama tombol dapat diubah
dengan cara menekan tombol utama selama 2 (dua) detik tanpa melepaskannya.
10
Pada bagian ini terdapat 3 (tiga) pilihan ikon, tombol Ok digunakan untuk
kembali ke tampilan pengontrolan.
4. Hasil dan Pembahasan
Hasil dari penelitian ini adalah sebuah sistem yang memungkinkan untuk
melakukan kontrol dan monitoring sakelar jarak jauh, baik dari dalam rumah
maupun ketika sedang bepergian menggunakan smarphone Android.
Pengontrolan dapat dilakukan dengan menggunakan Bluetooth maupun Internet
sebagai jalur perantaranya. Sehingga dapat memudahkan untuk melakukan
kontrol dan monitoring sakelar.
Tahap awal pengujian yaitu menyiapkan microcontroller Arduino UNO
yang berfungsi sebagai penerima perintah dari modul Bluetooth HC-05 dan modul
Ethernet Shield W5100. Microcontroller diprogram terlebih dahulu menggunakan
software Arduino IDE dan diisi dengan program Bootloader melalui komputer
terlebih dahulu. Untuk pin 0 dan 1 pada microcontroller digunakan untuk proses
input / output data dari Bluetooth, sedangkan untuk driver kendali lampu listrik
AC maupun DC digunakan pin 2,3,4,5,6,7,8 dan 9. Contoh source code yang di-
upload ke microcontroller Arduino UNO dapat dilihat pada Kode Program 1 dan
Kode Program 2. Berikut adalah kode fungsi pengecekan Bluetooth.
Kode Program 1 Fungsi Pengecekan Bluetooth
Kode Program 1 adalah perintah untuk pengecekan perangkat Bluetooth
yang terhubung pada microcontroller Arduino, jika ada perangkat yang terhubung
maka variabel isBluetooth akan diubah menjadi true, sedangkan jika perangkat
Bluetoth tidak terhubung maka variabel isBluetooth akan diubah menjadi false.
Untuk melakukan kontrol melalui Internet, dibutuhkan perintah untuk
mengambil data yang berada pada server. Perintah tersebut dapat dilihat pada
kode program berikut.
1. if( Serial.available() >0 )
2. {
3. val = Serial.read();
4. int penentu = val;
5. switch(penentu)
6. {
7. case 19: isBluetoothOn = true;
8. break;
9. case 20: val = 0;
10. updateHttp();
11. delay(2000);
12. isBluetoothOn = false;
13. break;
14. default: break;
15. }
16. }
11
Kode Program 2 Fungsi Request Data from Server
Pada Kode Program 2 dijelaskan bahwa jika microcontroller terhubung
pada server maka akan memanggil perintah untuk mengambil data yang ada pada
server melalui alamat host yang telah ditentukan. Apabila microcontroller tidak
dapat terhubung pada server maka pengambilan data tidak dapat dilakukan. Jika
berhasil terhubung pada server, hasil yang didapat dari server akan ditampung
pada variabel currentLine. Kemudian data dari variabel currentLine hanya akan
diambil bagian yang terdapat diantara karakter =rates= dan =/rates= saja dan akan
disimpan pada variabel currRates yang digunakan untuk proses pengontrolan
pada sakelar. Setelah selesai mengambil data diantara karakter =rates= dan
=/rates=, nilai dari variabel currRates dan currentLine diubah menjadi kosong.
1. void httpRequest()
2. {
3. if (client.connect(server, 80)) {
4. Serial.println("\nconnecting...");
5. client.println("GET "+ Alamat +" HTTP/1.1");
6. client.println("Host: "+ Host);
7. client.println();
8. lastConnectionTime = millis();
9. }
10. else {
11. Serial.println("connection failed");
12. }
13. }
14. if (client.available()) {
15. char c = client.read();
16. if (c == '\n') {
17. c = '-';
18. }
19. currentLine += c;
20.
21. if (currentLine.endsWith("=rates=")) {
22. readingRates = true;
23. }
24. else if (readingRates) {
25. if (!currentLine.endsWith("=/rates=")){
26. currRates += c;
27. }
28. else {
29. readingRates = false;
30. currRates = "";
31. currentLine = "";
32. }
33. }
34. }
12
Gambar 8 Rangkaian Keseluruhan Alat Pendukung
Gambar 8 menunjukkan rangkaian keseluruhan alat pendukung sehingga
dapat dilakukan uji coba sistem. Dalam rangkaian tersebut terdapat
microcontroller Arduino UNO, modul Bluetooth HC-05, Ethernet Shield W5100,
Relay 8-Ch, Kabel jumper, kabel Ethernet, kabel USB, lampu listrik AC, lampu
LED DC, Power Supply Adaptor, stop contact dari listrik PLN dan smartphone
Android.
Sebelum melakukan uji coba, langkah berikutnya adalah pemasangan
aplikasi pada smartphone Android. Pada tahap ini digunakan smartphone Android
dengan sistem operasi Lollipop versi 5.5.1. Setelah melakukan pemasangan
aplikasi pada smartphone Android, uji coba sistem menggunakan Bluetooth
maupun Internet sudah siap dilakukan. Berikut adalah tampilan aplikasi yang
sudah terpasang pada smartphone Android.
Gambar 9 GUI Layar Utama Aplikasi Android
Pada Gambar 9 terdapat 3 tombol yaitu, tombol Bluetooth, tombol Internet
dan tombol exit. Dimana setiap tombol memiliki fungsinya sendiri, tombol
Bluetooth berfungsi untuk berpindah menuju GUI control via Bluetooth pada
aplikasi Android, tombol Internet berfungsi untuk berpindah menuju GUI control
via Internet pada aplikasi Android dan tombol exit berfungsi untuk keluar dari
aplikasi. Ketika dipilih tombol Bluetooth maka tampilan akan berubah menjadi
13
seperti Gambar 10. Sedangkan Ketika dipilih tombol Internet maka tampilan akan
berubah menjadi seperti Gambar 11.
Gambar 10 GUI Control Via Bluetooth (A)Disconnected, (B)Connected, (C)Ganti Ikon dan
Nama
Gambar 10 menunjukkan tampilan control via Bluetooth pada aplikasi
Android. Pada Gambar 10(A) adalah tampilan ketika Bluetooth belum terhubung
pada microcontroller Arduino UNO. Gambar 10(B) adalah tampilan ketika
Bluetooth sudah terhubung pada microcontroller Arduino UNO. Sedangkan
Gambar 10(C) adalah tampilan ketika mengganti ikon atau nama pada salah satu
tombol utama. Ketika ditekan tombol kembali, aplikasi akan secara otomatis
memutuskan hubungan dengan microcontroller dan akan kembali ke GUI layar
utama.
Gambar 11 GUI Control Via Internet (A)Server Off, (B)Server On, (C)Ganti Ikon dan Nama
Gambar 11 menunjukkan tampilan control via Internet pada aplikasi
Android. Pada Gambar 10(A) merupakan tampilan ketika Internet belum
terhubung server. Gambar 10(B) adalah tampilan ketika Internet terhubung pada
server. Sedangkan Gambar 10(C) adalah tampilan ketika mengganti ikon atau
nama pada salah satu tombol utama.
Tahap uji coba pertama dilakukan dengan mengontrol lampu listrik
menggunakan Internet. Pada tahap ini dilakukan pengujian kecepatan internet
melalui website speedtest.net sebanyak 10 kali dan didapatkan kecepatan rata-rata
14
ping sebesar 79.7 ms, download speed sebesar 1.25 Mbps dan upload speed
sebesar 0.93 Mbps. Selain itu, dilakukan pengecekan besar packet data yang
dikirimkan untuk melakukan perintah untuk menghidupkan atau mematikan
sakelar ke server menggunakan Wireshark, didapatkan data sebesar 302 byte dan
tidak ada packet lost yang terjadi. Gambar 12 adalah contoh gambar yang diambil
ketika melakukan pengujian.
Gambar 12 Gambar yang Diambil Ketika Pengujian menggunakan Internet
Pengujian kontrol sakelar melalui Internet dilakukan dengan mengontrol
lampu secara random sebanyak 20 kali. Didapatkan hasil sebagai berikut.
Tabel 2 Pengontrolan Sakelar Listrik menggunakan Internet
No Lampu yang
Dikendalikan Perintah
Kondisi
Lampu
Waktu Jeda
(Detik) Keterangan
1 Lampu 1 On On 8 Sesuai
2 Lampu 3 On On 7 Sesuai
3 Lampu 2 On On 15 Sesuai
4 Lampu 5 On On 25 Sesuai
5 Lampu 1 Off Off 13 Sesuai
6 Lampu 6 On On 16 Sesuai
7 Lampu 7 On On 17 Sesuai
8 Lampu 3 Off Off 11 Sesuai
9 Lampu 8 On On 22 Sesuai
10 Lampu 2 Off Off 9 Sesuai
11 Lampu 5 Off Off 14 Sesuai
12 Lampu 6 Off Off 16 Sesuai
13 Lampu 2 On On 15 Sesuai
14 Lampu 8 Off Off 21 Sesuai
15 Lampu 4 On On 22 Sesuai
16 Lampu 4 Off Off 19 Sesuai
17 Lampu 7 Off Off 14 Sesuai
18 Lampu 8 On On 18 Sesuai
19 Lampu 1 On On 21 Sesuai
20 Lampu 2 Off Off 24 Sesuai
Dari Tabel 2 didapatkan hasil yang selalu sesuai, tetapi dengan waktu
tanggap yang tidak stabil. Waktu tanggap pengontrolan melalui Internet
15
dipengaruhi oleh kecepatan dan kestabilan koneksi Internet yang ada. Hal ini
dapat terjadi karena microcontroller akan merespon dan memberi perintah untuk
menghidupkan atau mematikan lampu setelah mendapat data terbaru dari server.
Jadi semakin cepat dan stabil koneksi Internet, semakin cepat pula waktu tanggap
yang dibutuhkan.
Tahap uji coba kedua dilakukan dengan mengontrol lampu listrik
menggunakan Bluetooth. Gambar 17 adalah contoh gambar yang diambil ketika
melakukan pengujian.
Gambar 17 Gambar yang Diambil Ketika Pengujian menggunakan Bluetooth
Pengujian kontrol sakelar melalui Bluetooth dilakukan dengan mengontrol
lampu secara berurutan. Pada tahap ini dilakukan pairing terhadap Bluetooth
pada jarak dekat terlebih dahulu, kemudian dilakukan penambahan jarak antara
microcontroller Arduino UNO dan smartphone Android. Pengujian juga
dilakukan dengan menggunakan tembok sebagai penghalang. Setelah melakukan
uji coba kedua didapatkan sebagai berikut.
Tabel 3 Pengontrolan Sakelar Listrik menggunakan Bluetooth
No Jarak Perintah Waktu Jeda
(Detik)
Tanpa Penghalang Dengan Penghalang
Kondisi Lampu Keterangan Kondisi Lampu Keterangan
1 1 meter On 0,06 On Sesuai On Sesuai
2 2 meter On 0,07 On Sesuai On Sesuai
3 3 meter On 0,07 On Sesuai On Sesuai
4 4 meter On 0,06 On Sesuai On Sesuai
5 5 meter On 0,08 On Sesuai On Sesuai
6 6 meter On 0,08 On Sesuai On Sesuai
7 7 meter On 0,09 On Sesuai On Sesuai
8 8 meter On 0,09 On Sesuai On Sesuai
9 9 meter Off 0,08 Off Sesuai Off Sesuai
10 10 meter Off 0,09 Off Sesuai Off Sesuai
11 11 meter Off 0,11 Off Sesuai On Tidak Sesuai
12 12 meter Off 0,09 Off Sesuai On Tidak Sesuai
13 13 meter Off - On Tidak Sesuai On Tidak Sesuai
14 14 meter Off - On Tidak Sesuai On Tidak Sesuai
15 15 meter Off - On Tidak Sesuai On Tidak Sesuai
16
Dari Tabel 3, waktu tanggap cenderung stabil yaitu kurang dari 1 (satu)
detik, tetapi dengan hasil yang tidak selalu sesuai. Ketika pengujian dilakukan
tanpa penghalang, jarak maksimal pengontrolan adalah 12 meter. Tetapi jika
pengujian dilakukan dengan penghalang, jarak maksimal pengontrolan lebih dekat
yaitu 10 meter. Hal ini terjadi karena Bluetooth memiliki jarak jangkauan yang
terbatas.
5. Kesimpulan
Sistem yang telah dibangun mampu melakukan pengontrolan dan
monitoring sakelar jarak jauh dengan menggunakan perangkat smartphone
Android dan microcontroller Arduino UNO. Perangkat smartphone Android yang
digunakan harus terpasang aplikasi dari hasil penelitian ini untuk melakukan
komunikasi dengan microcontroller Arduino yang terhubung pada rangkaian
sakelar listrik. Pada microcontroller Arduino UNO digunakan modul Bluetooth
HC-05 dan modul Ethernet Shield W5100.
Pada sistem ini digunakan Internet atau Bluetooth sebagai jalur
komunikasi antara kedua perangkat tersebut. Berdasarkan hasil pengujian,
pengontrolan dapat dilakukan dengan Bluetooth apabila berada pada jarak 12
meter jika tanpa penghalang atau 10 meter jika ada penghalang diantara kedua
perangkat. Apabila berada pada jarak yang lebih jauh dan perangkat Bluetooth
tidak dapat menjangkau, pengontrolan dapat dilakukan dengan menggunakan
Internet. Pengontrolan menggunakan Internet tidak memiliki batas jarak selama
kedua perangkat dapat terhubung pada jaringan Internet. Respon pengontrolan
melalui Internet dipengaruhi pada kecepatan dan kestabilan Internet pada
perangkat itu sendiri.
6. Daftar Pustaka
[1] Kominfo, 2015, Indonesia Raksasa Teknologi Digital Asia,
https://kominfo.go.id/content/detail/6095/indonesia-raksasa-teknologi-
digital-asia/0/sorotan_media. Diakses pada 8 Agusutus 2016
[2] Ydhanto, Yudha, 2007, Apa itu IOT (Internet Off Things)?,
http://ilmukomputer.org/wp-content/uploads/2015/05/apa-itu-iot-internet-
of-things.pdf. Diakses pada 1 Juni 2016.
[3] Supriyanto, Anggit, 2013, Rancang Bangun Kendali Lampu Menggunakan
Mikrokontroler ATMEGA8538 Berbasis Android melalui Bluetooth dan
Speech Recognition, Yogyakarta: Sekolah Tinggi Managemen Informatika
dan Komputer AMIKOM.
[4] Gustaman Arif, Teguh, 2103, Pengendali Pintu Gerbang menggunakan
Bluetooth Berbasis Mikrokontroler Atmega 8, Yogyakarta: Universitas
Negeri Yogyakarta.
[5] Aditya Darmawan, Muhammad, 2014, Smart Home System Memanfaatkan
Infrastruktur Web Service dengan Kontrol Berbasis Android, Malang:
Universitas Brawijaya.
17
[6] Susanto, Tri, 2001, Bluetooth: Teknologi Komunikasi Wireless untuk
Layanan Multimedia dengan Jangkauan Terbatas, Elektro Indonesia,
7(36).
[7] Artanto, Dian, 2012, Interaksi Arduno dan Labview, Jakarta:
PT.Elexmedia komputindo.
[8] Djuandi, Feri, 2011, Pengenalan Arduino,
http://tobuku.com/docs/Arduino-Pengenalan.pdf. Diakses pada 30 Mei
2016.
[9] Lazaridis, Giorgos, 2010, How Relays Work,
http://pcbheaven.com/wikipages/How_Relays_Work. Diakses pada 1 Juni
2016.
[10] Sugiyono, 2009, Metode Penelitian Bisnis, Bandung: Alfabeta.