PROTOTYPE SISTEM KENDALI LAMPU BERBASIS WEMOS D1 …
Transcript of PROTOTYPE SISTEM KENDALI LAMPU BERBASIS WEMOS D1 …
PROTOTYPE SISTEM KENDALI LAMPU BERBASIS WEMOS D1 MINI
DENGAN MENGGUNAKAN APLIKASI WEB PADA SMARTPHONE
ANDROID
Dian Novitasari 48116073
Dr. Sutresna Wati, ST. MMSI
Program Studi Teknik Komputer Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi
Informasi
Universitas Gunadarma 2019
Jl. Margonda Raya No. 100, Pondok Cina, Depok 16424
ABSTRAK
Setiap kegiatan perkuliahan yang dilakukan diruang kelas pada lingkungan
kampus selalu menggunakan sarana peralatan elektrik, diantaranya lampu. Selama
ini pengendalian tersebut dilakukan secara manual, yaitu melalui saklar yang
terpasang didalam kelas. Seringkali terjadi, peralatan tersebut masih menyala
meskipun kegiatan perkuliahan telah selesai, Seiring dengan kemajuan pada
teknologi, sistem akses kontrol mulai dikembangkan menjadi sistem akses kontrol
berbasis elektronik. Saat ini banyak kampus telah menyediakan jaringan wifi yang
dapat menjangkau semua ruang kelas yang ada
Kata kunci : Wemos D1 mini, Lampu, Smartphone, Modul Relay, wifi
1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Setiap kegiatan perkuliahan
yang dilakukan di ruang kelas
pada lingkungan kampus selalu
menggunakan sarana peralatan
elektrik, di antaranya lampu.
Selama ini pengendalian tersebut
dilakukan secara manual, yaitu
melalui saklar yang terpasang di
dalam kelas. Seringkali terjadi,
peralatan tersebut masih menyala
meskipun kegiatan perkuliahan
telah selesai, tanpa seorangpun
yang memantaunya. Hal ini
menimbulkan pemborosan dalam
penggunaan listrik dan berpotensi
memperpendek usia pakai efektif
dari peralatan tersebut.
Seiring dengan kemajuan
pada teknologi, sistem akses
kontrol mulai dikembangkan
menjadi sistem akses kontrol
berbasis elektronik. Hal ini tentu
sangat berguna untuk menunjang
kehidupan masyarakat modern
dengan mobilitas yang sangat
tinggi. Di samping itu,
perkembangan teknologi yang
diterakan pada sistem akses
control ini juga turut serta
mendukung industry 4.0 berbasis
internet of thing.
Saat ini banyak kampus telah
menyediakan jaringan wifi yang
dapat menjangkau semua ruang
kelas yang ada. Kenyataan ini
memunculkan ide mengenai
pemanfaatan jaringan wifi itu
untuk mewujudkan suatu sistem
pengendalian lampu dari jarak
jauh. Dalam sistem ini, jaringan
wifi berperan sebagai
infrastruktur komunikasi yang
digunakan perangkat
pengendalian di bangun dengan
wemos d1 mini, dan antarmuka
pemakai (user interface) yang di
sediakan untuk mengakses
pegendalian tersebut
menggunakan sebuah
smartphone yang di lengkapi
dengan aplikasi web, yang dibuat
khusus untuk keperluan hal
tersebut. Aplikasi web tersebut
nantinya akan mengontrol on off
pada lampu
Berdasarkan hal tersebut di
atas, maka pada penelitian ini
akan dibangun prototype sistem
kendali lampu berbasis wemos
d1 mini dengan menggunakan
aplikasi web pada smartphone
android.
1.2 Batasan masalah
Membahas cara perancangan dan
pembuatan prototype sistem
kendali lampu berbasis wemos
d1 mini dengan menggunakan
aplikasi web pada smartphone
android.
1.3 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk
merancang dan membuat
prototype sistem kendali lampu
berbasis wemos d1 mini dengan
menggunakan aplikasi web pada
smartphone android.
1.4 Metode Penelitian
Metode penelitian yang
digunakan pada penelitian ini
memiliki dua tahapan, yaitu
perancangan alat dan uji coba.
1. Perancangan Alat
Perancangan alat yang digunakan
dalam penelitian ini sebagai berikut :
a. Hardware
Penelitian ini membutuhkan
perangkat keras. Perangkat keras
yang dibutuhkan adalah 1 unit
laptop pribadi lengkap dengan
spesifikasi minimum ram 2 GB,
tipe memori DDR3, HDD 320 GB,
kecepatan prosessor 2,26GHz,
CPU Core 2 Duo, dan Model
Prosessor Core 2 Duo P7570.
b. Software
Penelitian ini membutuhkan
perangkat lunak. Perangkat lunak
yang dibutuhkan adalah sistem
operasi windows 7, 32 bit,
membuat software diarduino
menggunakan software arduino
IDE 1.6.7, dan android SDK 7.1.2
N2G47H.
2. Uji Coba
Uji coba pada penelitian ini
didahului dengan proses
sambungkan activator ke sumber
tegangan. Selanjutnya apabila ingin
mengendalikan lampu via wifi, maka
aktifkan pada saklar ganda dan saklar
double pole double throw.
Sambungkan smartphone dan wemos
d1 mini dengan mempersamakan
SSID dan Password, untuk saling
terhubung dengan jaringan wifi. Hal
yang diperhatikan selama
berjalannya program adalah
konsistensi output yang dihasilkan
sesuai yang diharapkan.
2. LANDASAN TEORI
2.1 Wemos D1 Mini
Wemos D1 mini merupakan
salah satu modul board yang dapat
berfungsi dengan arduino khususnya
untuk project yang mengusung
konsep iot. Wemos d1 mini dapat
running stand alone tanpa perlu
dihubungkan dengan mikrokontroler,
berbeda dengan modul wifi lain yang
masih membutuhkan mikrokotroler
sebagai pengontrol atau otak dari
rangkaian tersebut. wemos d1 mini
dapat running stand alone karena,
didalamnya sudah terdapat CPU
yang memprogram melalui serial
port via OTA serta transfer program
wireless.
Gambar 2.1 Wemos D1 Mini
2.2 Software Arduino
Area pemograman Arduino
dikenal dengan Integrated
Development Environment (IDE).
Area pemograman yang digunakan
untuk menulis baris program dan
mengunggahnya ke dalam board
Arduiino. IDE Arduino adalah
software yang canggih ditulis dengan
mengunakan java.
Gambar 2.2 Tampilan IDE Arduino
2.3 Aplikasi Web
Aplikasi Web adalah aplikasi
yang dapat di akses menggunakan
web browser atau program yang
tersimpan pada server kemudian
dikirim melalui internet dan di akses
melalui antarmuka (interface)
berupa web browser.
2.4 Relay
Relay adalah saklar (Switch)
yang dioperasikan secara listrik dan
merupakan komponen electrome
chanical yang terdiri dari 2 bagian
utama yakni electromagnet (Coil)
dan Mekanikal (seperangkat kontak
saklar/switch).
2.4.1 Modul Relay 4 Channel
Modul Relay Arduino
memungkinkan berbagai
macam mikrokontroler
seperti Arduino, AVR, PIC,
ARM dengan output digital
untuk mengendalikan beban
dan perangkat yang lebih
besar seperti lampu. Modul
ini dirancang untuk
diintegrasikan dengan 4 relay
yang mampu mengendalikan
4 relay.
2.4.2 Konfigurasi pin Modul Relay
4 Channel
Gambar 2.3 Relay 4 Channel
2.5 Smartphone Android
Telepon genggam atau
telepon seluler (ponsel) atau
handphone (HP) adalah perangkat
telekomunikasi elektronik yang
mempunyai kemampuan dasar yang
sama dengan telepon konvensional
saluran tetap, namun dapat dibawa
kemana-mana (portable/mobile) dan
tidak perlu disambungkan dengan
jaringan telepon menggunakan kabel
(nirkabel wireless).
Gambar 2.4 Smartphone Android
2.6 Kabel Jumper
Kabel jumper merupakan
kabel elektrik yang berfungsi untuk
menghubungkan antar komponen
yang ada di breadboard tanpa harus
memerlukan solder. Umumnya
memanng kabel jumper sudah
dilengkapi dengan pin yang terdapat
pada setiap ujungnya. Pin atau
konektor yang digunakan untuk
menusuk disebut dengan male
connector, sementara konektor yang
ditusuk disebut dengan female
connector.
2.7 Lampu Listrik
Gambar 2.5 Lampu Listrik
Lampu listrik adalah salah
satu perangkat yang dapat
menghasilkan cahaya saat dialiri arus
listrik.
2.8 Kabel Listrik
Gambar 2.6 Kabel Listrik
Kabel Listrik yang dalam
bahasa Inggris disebut
dengan Electrical Cable adalah
media untuk menghantarkan arus
listrik yang terdiri dari Konduktor
dan Isolator. Konduktor atau bahan
penghantar listrik yang biasanya
digunakan oleh Kabel Listrik adalah
bahan Tembaga dan juga yang
berbahan Aluminium meskipun ada
juga yang menggunakan Silver
(perak) dan emas sebagai bahan
konduktornya namun bahan tersebut
jarang digunakan karena harganya
yang sangat mahal. Sedangkan
Isolator atau bahan yang tidak/sulit
menghantarkan arus listrik yang
digunakan oleh Kabel Listrik adalah
bahan Thermoplastik dan
Thermosetting yaitu polymer (plastik
dan rubber/karet) yang dibentuk
dengan satu kali atau beberapa kali
pemanasan dan pendinginan.
2.9 Steker
Gambar 2.7 Steker
Steker adalah Sebuah piranti
untuk menyambung peralatan listrik
atau elektronik ke arus listrik dan
biasanya di tancapkan ke stop
kontak.
2.10 Fitting Lampu
Gambar 2.8 Fitting Lampu
Fitting adalah suatu alat yang
digunakan untuk menghubungkan
lampu dengan kabel listrik agar
aman.
2.11 Kabel USB
Gambar 2.9 Kabel USB
Kabel usb adalah kabel yang
disambungkan kekomputer atau
laptop. Yang berfungsi untuk
mengirimkan program ke arduino
dan juga sebagai port komunikasi
seria
2.12 Breadboard Mini
Gambar 2.10 Breadboard Mini
Breadboard mini adalah
board yang digunakan untuk memuat
rangkaian elektronik sementara
dengan tujuan uji coba atau
prototype tanpa harus menyolder.
Breadboard yang tersedia dipasaran
umumnya terbagi atas 3 ukuran
yakni : breadboard mini memiliki
170 titik koneksi, breadboard
medium memiliki 400 titik koneksi,
dan breadboard large memiliki 830
titik koneksi.
2.13 Saklar Listrik
Gambar 2.11 Saklar Tunggal
Gambar 2.12 Saklar Ganda
Suatu komponen atau
perangkat yang digunakan untuk
memutuskan atau menghubungkan
aliran listrik. Saklar yang dalam
bahasa Inggris disebut dengan
Switch ini merupakan salah satu
komponen atau alat listrik yang
paling sering digunakan. Hampir
semua peralatan Elektronika dan
Listrik memerlukan Saklar untuk
menghidupkan atau mematikan alat
listrik yang digunakan.
Gambar 2.13 Double Pole Double
Throw
Double Pole Double Throw,
yaitu saklar yang memiliki 6
Terminal. DPDT dapat diartikan
sebagai 2 Saklar SPDT yang
dikendalikan dalam satu mekanisme.
3. PERANCANGAN ALAT
3.1 Perancangan Perangkat Keras
a. Wemos D1 Mini
Wemos D1 mini yang secara
keseluruhannya memiliki 11 pin
input / output. Berikut adalah gambar
penggunaan pin pada masing-masing
port wemos d1 mini :
Gambar 3.1 Rangkaian Keseluruhan
Pada Hardware Kendali Lampu
b. Relay
Relay yang digunakan adalah
modul relay 4 Channel, dimana
dalam modul relay tersebut memiliki
6 buah pin untuk dihubungkan ke
wemos d1 mini. Saklar tunggal yang
memiliki 2 buah pin untuk
dihubungkan ke lampu dan double
pole double throw. Saklar Ganda
memilliki 4 buah pin yang
dihubungkan ke relay 4 channel,
double pole double throw dan kabel
listrik. Dan Double pole double
throw memiliki 12 buah pin yang
dihubungkan ke relay 4 channel,
saklar tunggal dan saklar ganda.
Berikut ini adalah penggunaan pin
pada relay :
Gambar 3.2 Rangkaian Wemos d1
mini dengan Relay dan Saklar listrik
c. Alat dan Bahan
Tabel 3.1 Spesifikasi Perangkat
Keras Untuk Implementasi
Tabel 3.2 Spesifikasi Komponen
Untuk Perancangan
d. Flowchart kendali lampu via wifi
Gambar 3.3 Flowchart Kendali
Lampu Via Wifi
e. Flowchart kendali lampu via
manual
Gambar 3.4 Flowchart Kendali
Lampu Via Manual
3.2 Perancangan Perangkat Lunak
a. Flowchart Aplikasi Web pada
Smartphone android
Gambar 3.5 Flowchart Aplikasi
Web pada Smartphone android
b. . Bahan
Tabel 3.3 Spesifikasi Perangkat
Lunak Untuk Perancangan
3.2.1 Program Web
Gambar 3.6 List Program Arduino
Setelah menyelesaikan
rangkaian-rangkaian perangkat keras
dan langkah-langkah perangkat
lunak, maka selanjutnya adalah
membuat program untuk perangkat
android dan arduino ide.
3.3 Rangkaian Secara Blok
Diagram
Gambar 3.7 Blok Diagram
Diagram blok input pada alat
ini menggunakan hotspot atau wifi
untuk menghubungkan ke internet
dan penekanan tombol pada
smartphone android sebagai
pengontrolnya dengan menggunakan
aplikasi web. Aplikasi web itu
sendiri dapat diakses dari
smartphone melalui web browser
dengan memasukan alamat ip pada
bagian URL (uniform resource
locator). Selanjutnya aplikasi web
akan menanggapi permintaan akses
itu dengan menampilkan halaman
web yang di dalamnya terdapat
beberapa pilihan menu untuk
menghidupkan dan mematikan
lampu.
Pada bagian blok diagram
proses pada alat ini adalah wemos d1
mini. Selanjutnya pada blok proses,
akan memproses inputan yang
berasal dari penekanan tombol pada
button di aplikasi web dan diolah
oleh wemos d1 mini sebagai pusat
kontrol secara keseluruhan. Setiap
penekanan pada tombol button on
atau off maka akan mengirim
perintah ke wemos d1 mini yang
kemudian akan diproses menjadi
perintah ke relay yang bersesuaian
dengan perintah tersebut, melalui
kabel jumper pada GPIO di wemos
d1 mini. Pin yang digunakan dalam
blok proses adalah pin D1, D2, D3,
dan D4 yang berfungsi untuk
membaca relay sebagai saklar.
Pada blok diagram output
atau keluaran dari alat ini berupa
cahaya yang dihasilkan pada lampu
listrik yang digunakan untuk
menerangi ruangan.
3.4 Analisis Rangkaian Secara
Detail
Gambar 3.8 Skematik Rangkaian
Tahap awal kerja sistem
secara keseluruhan dimulai
dari saat activator
memberikan tegangan untuk
mengaktifkan semua
komponen elektronik pada
rangkaian sistem tersebut.
Apabila ingin mengendalikan
secara wifi, maka aktifkan
saklar ganda dan saklar
double pole double throw,
lalu smartphone dan wemos
d1 mini harus saling
terhubung dengan jaringan
wifi. SSID dan password
harus disamakan satu sama
lain.
Setelah terhubung lihat
alamat ip address pada serial
monitor arduino IDE.
Selanjutnya user membuka
aplikasi pada browser
diandroid yang berperan
sebagai media inputan untuk
rangkaian elektronik
penggerak lampu listrik.
Aplikasi dapat diakses dari
smartphone setelah
memasukan alamat ip
tersebut pada bagian url.
Setelah itu aplikasi web akan
menanggapi akses itu dengan
menampilkan halaman web
didalamnya terdapat pilihan
menu untuk menghidupkan
dan mematikan lampu. User
melakukan pengendalian
lampu dengan menekan
tombol-tombol pada halaman
web tersebut. Setiap
penekanan tombol akan
mengirim perintah ke wemos
d1 mini, kemudian akan
diproses menjadi perintah ke
relay bersesuaian dengan
perintah tersebut, melalui
kabel jumper pada GPIO
wemos d1 mini. Ketika
ditekan tombol “ON” maka
lampu listrik akan
memancarkan cahaya, begitu
pula tombol “OFF” ditekan
maka lampu listrik akan mati.
Saat terjadi penekanan pada
tombol maka wemos d1 mini
akan memproses penekanan
tersebut sebagai perintah
yang dikirimkan oleh
smartphone. Kemudian saklar
relay akan mengaliri arus
secara bergantian.
Setelah itu jika ingin
mengendalikan secara
manual, maka aktifkan saklar
ganda dan saklar double pole
double throw, lalu tekan
saklar tunggal yang tersedia
dimasing-masing lampu.
4. HASIL ANALISA DAN UJI
COBA
4.1 Tahapan Installasi
Gambar 4.1 Tampilan Alat
Berikut ini akan dijelaskan Tahapan
kendali lampu ruang kelas di gedung
perkuliahan melalui android dan
aplikasi web berbasis wemos d1
mini. Sumber daya mendukung
dalam pengaktifan alat ini.
1. Sambungkan activator dengan
tegangan 5 volt, dengan
menggunakan kabel USB atau
dapat menggunakan charger
handphone, untuk mengaktifkan
wemos d1 mini dan relay.
2. Sambungkan activator dengan
tegangan 220 volt, dengan
menggunakan kabel listrik, untuk
menghidupkan lampu.
3. Jika ingin mengendalikan lampu
secara wifi, maka aktifkan pada
saklar ganda dan saklar double
pole double throw. Sambungkan
smartphone dan wemos d1 mini
dengan mempersamakan SSID
dan Password, untuk saling
terhubung dengan jaringan wifi.
4. Buka web browser, dan isi alamat
url dengan ip address yang
didapat dari serial monitor pada
program arduino ide.
5. Jika ingin mematikan lampu pada
relay 1, 2, 3, dan 4 klik button
“ON” pada tampilan aplikasi web
dan, jika ingin menyalakan lampu
klik button “OFF”.
6. Alat ini akan terus beroperasi
selama mendapat tegangan dari
activator serta jaringan wifi, dan
tidak akan beroperasi jika tidak
mendapat tegangan dan jaringan
wifi.
7. Jika ingin mengendalikan lampu
secara manual, maka aktifkan
pada saklar ganda dan saklar
double pole double throw. Jika
ingin menyalakan dan mematikan
pada lampu 1, 2, 3, dan 4 tekan
saklar tunggal yang tersedia
dimasing-masing lampu. Alat ini
akan terus beroperasi selama
mendapat tegangan dari activator
dan tidak akan beroperasi jika
tidak mendapat tegangan.
4.2 Analisa Program
Pada tahap ini dijelaskan mengenai
logika program yang dibuat untuk
diaplikasikan pada prototype
penelitian ini. Pada listing program
ini merupakan bagian deklarasi awal
untuk mendeskripsikan variabel-
variabel yang akan digunakan dalam
program utama dan juga untuk
menambahkan library program yang
dibutuhkan
4.3 Analisa Hasil Pengujian Alat
Secara Keseluruhan
Pengujian yang dilakukan
adalah dengan cara menghubungkan
kabel USB kemudian sambungkan
pada daya. Pada alat ini digunakan
media wifi sebagai pemicu untuk
mengakses alat tersebut, pengujian
telah dilakukan dengan berbagai
macam jarak, mulai dari 1 m hingga
12 m, jika lebih dari itu lampu tidak
bisa mendeteksi adanya jaringan
wifi, dan dari data yang diperoleh
dapat disimpulkan jika terdapat
jaringan wifi maka lampu langsung
bisa di akses.
Tabel 4.1 Uji Coba Pada Lampu via
Wifi
Tabel 4.2 Uji Coba Pada Lampu via
Manual
5. PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari hasil perancangan dan
pembuatan alat dapat disimpulkan
bahwa:
1. Perkembangan teknologi dapat
memungkinkan untuk membuat
gedung pintar sesuai dengan
keinginan dan kebutuhan.
2. Penggunaan wemos d1 miini dan
pemanfaatan android dapat
memudahkan untuk pengendalian
alat elektronik seperti lampu,
sehingga dapat mengurangi
pemborosan listrik serta
mempermudah pekerjaan.
2. Fitur Software yang dibuat bisa
mengendalikan 1, 2, 3, dan 4
lampu sesuai dengan yang
diharapkan.
3. Prototype sistem kendali lampu
menggunakan aplikasi berbasis
web hanya bisa digunakan apabila
terdapat ip local.
5.2 Saran
Berikut ini saran yang bisa
dikembangkan yaitu :
1. Lampu bisa dikendalikan bukan
hanya beberapa meter saja,
bahkan beribu-ribu kilometer agar
bisa mengakses atau mengontrol
lampu walaupun dengan jarak
antar kota menggunakan internet.
2. Menyediakan menu notifikasi
status koneksi antara website dan
hardware agar user dapat
mengetahui status dari device.
3. Mengoptimalkan status lampu
untuk monitoring lampu agar
lebih komunikatif.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Ellian Adhi Satya, Yuli
Christiyono, and Maman
Somantri ., “Jurnal
Pengontrolan Lampu Melalui
Internet Berbasis Android”,
transient, VOL.5, NO. 3,
September, 2016, ISSN: 2302-
9927, 359
[2] Kadir, A. Panduan Praktis
Mempelajari Aplikasi
Mikrokontroler dan
Pemogramannya Menggunakan
Arduino. Penerbit Andi,
Yogyakarta, 2013
[3] URL:
http://www.nyebarilmu.com/pe
ngenalan-tentang-wemos-d1-
mini.html,diakses 14 Maret
2018
[4] URL:
http://www.liputan6.com/tekno
/read/2999142/tutorial-
menyalakan-dan-mematikan-
lampu-via-internet.html, diakses
22 Juni 2017
[5] URL:
http://www.sinauarduino.com/a
rtikel/mengenal-arduino-
software-ide.html, diakses 16
Maret 2016
[6] URL:
http://www.teknikelektronika.c
om/pengertian-relay-fungsi-
relay.html, diakses 4 Agustus
2018/
[7] URL:
http://www.androbuntu.com/20
18/10/04/pengertian-
android.html, diakses 4
Oktober 2018
[8] URL:
http://www.belajariot.com/berb
agai-macam-kabel-
jumper.html, diakses 4 Agustus
2018
[9] URL:
http://www.teknikelektronika.c
om/jenis-jenis-lampu-listrik-
simbol-lampu.html, diakses 4
Agustus 2018
[10] URL:
http://www.teknikelektronika.c
om/pengertian-kabel-listrik-
jenis-jenis-kabel.html, diakses
4 Agustus 2018
[11] URL:
http://www.fungsi.info/fungsi-
steker-listrik/.html, diakses 7
Februari 2013
[12] URL:
http://www.leddo.id/jenis-jenis-
fitting-lampu/.html, diakses 11
Oktober 2017
[13] URL:
http://www.teknikelektronika.c
om/pengertian-usb-universal-
serial-bus-jenis-jenis-konektor-
usb/.html, diakses 4 Agustus 2018
[14] URL:
https://www.nyebarilmu.com/m
emahami-dengan-mudah-apa-
itu-breadboard-atau-project-
board/.html, diakses 24 Juli
2017