RESUME

PERANCANGAN SISTEM KENDALI OTOMATIS PADA SMART HOME MENGGUNAKAN MODUL 
ARDUINO UNO

Oleh, Danny Kurnianto, Abdul Mujib Hadi, 
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).

Antarmuka sensor suhu

3.    Antarmuka Serial Monitor (Arduino)

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”.

Antarmuka driver relay lampu

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