RESUME
PERANCANGAN SISTEM KENDALI OTOMATIS PADA SMART HOME MENGGUNAKAN
MODUL
ARDUINO UNO
ARDUINO UNO
Oleh, Danny Kurnianto, Abdul Mujib Hadi,
Eka Wahyudi
Eka Wahyudi
ISSN: 2302 – 2949, Vol: 5, No. 2, Juli 2016
Perkembangan
teknologi digital yang pesat ikut mendorong perkembangan teknologi komputer.
Sekarang ini, banyak perangkat-perangkat listrik yang bekerja secara
terintegrasi dengan sistem komputer. Hal ini tentunya akan sangat membantu
pekerjaan manusia dalam mengoperasikan perangkat listrik tersebut. Salah satu
penelitian yang sedang berkembang sekarang ini adalah mengenai Smart Home.
Perangkat Smart Home adalah sebuah perangkat yang memiliki sistem otomatisasi
sangat canggih untuk mengendalikan lampu dan suhu, perangkat multimedia untuk
memantau dan menghidupkan sistem keamanan yang terhubung dengan pintu atau
jendela dan beberapa fungsi yang lainnya.
Smart
Home memiliki beberapa manfaat seperti memberikan kenyamanan yang lebih baik,
keselamatan dan keamanan yang lebih terjamin, dan menghemat penggunaan energi
listrik. Dengan menerapkan perangkat Smart Home di rumah atau perkantoran,
perangkat-perangkat listrik akan dapat bekerja secara otomatis sesuai dengan kebutuhan
pengguna. Pengguna juga dapat memantau dan mengendalikan perangkat-perangkat
listrik di dalam rumah dari jarak jauh melalui suatu saluran seperti melalui
jaringan internet, Wi-Fi atau bluetooth.
Alat dan Bahan
1. Software Proteus
2. Modul Arduino Uno
3. Sensor magnetic Reed Switch
4. Sensor suhu LM35
5. LCD
6. Speaker
7. Relay
Diagram Blok Sistem
Input
pada block diagram terdiri dari sensor magnetik yang bertindak sebagai switch otomatis.
Sensor magnetik dipasang pada pintu masuk sehingga saat sensor aktif maka akan
menghidupkan lampu dan gelombang ultrasonik (keluar melalui speaker). Sensor suhu digunakan untuk memantau kondisi
suhu ruang, jika suhu terlalu panas maka sistem akan menyalakan kipas angin
secara otomatis. Serial monitor pada Arduino digunakan untuk memberikan pesan
yang akan ditampilkan di LCD.
Pada
sisi output, terdapat beberapa komponen seperti Speaker untuk mengeluarkan gelombang
ultrasonik, lampu pijar yang bekerja saat sensor magnetik aktif, kipas angin
yang bekerja saat suhu di dalam ruang panas, dan LDC untuk menampilkan data
suhu ruang dan pesan. Modul Arduino Uno digunakan sebagai pusat pengolah data
dan kendali sistem.
Diagram Blok Sistem Model
Smart Home
Perancangan Alat
1. Antarmuka
Sensor Magnetik
Sensor
magnetik yang digunakan berupa dua buah reed switch buluh getar yang dipasang di
pintu masuk dan magnetik ID. Pada kondisi ON, sensor akan memberika logika “0”
pada Arduino dan sebaliknya jika kondisi OFF, sensor akan memberikan logika “1”
pada Arduino. Output dari kedua sensor terhubung dengan pin 13 dan 8 pada
Arduino.
Antarmuka
sensor magnetik
2. Antarmuka
Sensor Suhu
Sensor
suhu yang digunakan pada penelitian ini adalah LM35 dengan sensitifitasnya
sebesar 10 mV/C, artinya setiap kenaikan suhu sebesar 1 C maka terjadi perubahan
tegangan sebesar 10 mV dengan arus sebesar 60 µA. Sensor suhu digunakan untuk memantau
kondisi suhu di dalam ruang. Jika suhu ruang mencapai nilai lebih dari 27 C,
maka mikrokontroler akan mengaktifkan relay (on) yang terhubung dengan kipas
angin. Saat relay on maka kipas angin akan berputar. Jika suhu berada dibawah
27 C, maka mikrokontrolerakan mematikan relay dan kipas berhenti berputar.
Output sensor LM35 dihubungkan dengan port C pin 0 (PC0).
Komunikasi
serial pada modul Arduino menggunakan port PD0 dan PD1 atau Rx Tx. Didalam
proses pengiriman data secara serial, Arduino juga mempunyai aplikasi untuk pengiriman
tersebut (Serial Monitor). Dengan memanfaatkan aplikasi serial, pengiriman
pesan dari komputer untuk ditampilkan pada LCD dapat dilakukan dengan baik.
Antarmuka
serial monitor Arduino
4. Antarmuka
Speaker
Speaker
pada model Smart Home yang diusulkan digunakan untuk mengeluarkan gelombang elektromagnetik
berupa gelombang bunyi dengan frekuensi tertentu. Pada Arduino terdapat library
untuk pembangkitan frekuensi dengan karaktristik tertentu. Untuk Arduino uno fungsi
pembangikat frekuensi terletak pada pin 10 dan 9 digital dengan tanpa
konfigurasi awal. Library toneAC pada arduino merupakan library additional.
Secara default software Arduino IDE ini tidak mengandung library toneAC. Oleh karena
itu, library tersebut harus ditambahkan sendiri dengan mengunduh di website
Arduino.
Antarmuka Speaker
dengan Arduino
5. Antarmuka
Driver Relay Lampu dan Kipas Angin
Untuk mematikan dan
menghidupkan lampu serta kipas angin, digunakan sebuah relay sebagai sakelar elektronik.
Sebagai driver Relay, digunakan sebuah transistor tipe 2N3904 yang dioperasikan
pada daerah kerja saturasi. Driver relay akan hidup jika pin 7 bernilai high
“1” dan akan mati ketika logic low “0”.
Untuk menjadikan transistor 2N3904 bekerja
pada daerah saturasi, maka arus basis (Ib) dan tegangan basis emitor (Vbe)
harus diatur sesuai dengan nilai Ib saturasi sebesar 5 mA dan tegangan Vbe
saturasi sebesar 900 mV.
Vs = IB
x R + VBE
5 V = 5
mA x R + 900 mV
4,1 = 5 mA x R
R = 4,1 / 5 mA
= 820 Ω
6. Antarmuka
LCD
LCD
digunakan untuk menampilkan karakter. Pada baris pertama digunakan untuk menampilkan
data suhu ruang dan baris kedua digunakan untuk menampilkan pesan. Pin 2 pada
LCD terhubung dengan sumber tegangan dan pin 5 LCD terhubung dengan ground.
Proses pengiriman data LCD menggunakan 4 bit serial bus D4-D7 yang terhubung
dengan pin 2-5 pada Arduino. Untuk pengendalian pada LCD digunakan pin 4 (register
select) yang terhubung dengan pin 12 Arduino dan pin 6 (enable) terhubung
dengan pin 11 Arduino.
Antarmuka LCD dengan Arduino