RANCANG BANGUN SMART HOME MENGGUNAKAN INTERNET …
61
1 RANCANG BANGUN SMART HOME MENGGUNAKAN INTERNET OF THINGS BERBASIS MIKROKONTROLER NODEMCU ESP8266 NURFA YANTI 1603408001 FAKULTAS SAINS UNIVERSITAS COKROAMINOTO PALOPO 2020
Transcript of RANCANG BANGUN SMART HOME MENGGUNAKAN INTERNET …
1
1
RANCANG BANGUN SMART HOME MENGGUNAKAN INTERNET
OF THINGS BERBASIS MIKROKONTROLER NODEMCU
ESP8266
NURFA YANTI
1603408001
FAKULTAS SAINS
UNIVERSITAS COKROAMINOTO PALOPO
2020
i
i
SKRIPSI
RANCANG BANGUN SMART HOME MENGGUNAKAN INTERNET
OF THINGS BERBASIS MIKROKONTROLER
NODEMCU ESP8266
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada Program Studi Fisika Fakultas Sains
Universitas Cokroaminoto Palopo
NURFA YANTI
1603408001
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS SAINS
UNIVERSITAS COKROAMINOTO PALOPO
2020
ii
ii
iii
iii
UNIVERSITAS COKROAMINOTO PALOPO
LEMBAGA PENJAMINAN MUTU
Jalan Latammacelling No. 19 Kota Palopo 91913 - Sulawesi Selatan
Telepon (0471) 22111, Fax. (0471) 325055. Website http://www.uncp.ac.id
Lampiran:
SURAT PERNYATAAN
KEASLIAN NASKAH SKRIPSI
Saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Nurfa Yanti
NIM : 1603408001
Program Studi : Fisika
Fakultas : Sains
menyatakan bahwa naskah Skripsi/Tesis* Saya dengan
Judul : Rancang Bangun Smart Home Menggunakan
Internet Of Things Berbasis Mikrokontroler
NodeMCU ESP8266
adalah benar merupakan karya asli saya yang dibuat berdasarkan serangkaian
gagasan, rumusan, metode, dan penelitian yang telah saya laksanakan sendiri.
Sumber informasi dalam karya ini telah dituliskan sesuai dengan kaidah
pengutipan yang berlaku dan telah dicantumkan dalam daftar pustaka dan belum
pernah dipublikasikan.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebaik-baiknya tanpa ada paksaan dari
pihak manapun dan apabila dikemudian hari ditemukan keterangan yang tidak
benar maka saya bertanggung jawab atas segala akibat yang ditimbulkan.
Palopo, 24 Agustus 2020 Yang Membuat Pernyataan
Nurfa Yanti
1603408001
iv
iv
v
v
ABSTRAK
Nurfa Yanti. 2019. Rancang Bangun Smart Home Menggunakan Internet of
Things Berbasis Mikrokontroler NodeMCU ESP8266 (dibimbing oleh Fitri Jusmi,
S.Si., M.Sc., dan Rahma Hi Manrulu, S.Si., M.Sc.)
Penghematan energi pada rumah saat ini sangat dibutuhkan bagi setiap
pemilik rumah serta dengan suasana yang nyaman dan aman. Hal ini dikarenakan
tingkat.kenyamanan, keamanan.dan sumber energi listrik semakin berkurang.
Penelitian ini bertujuan untuk membantu meningkatkan keamanan dan
memberikan kenyamanan kepada pengguna karena beberapa alat elekronik
dirumah telah dikontrol secara otomatis. Penelitian ini dilaksanakan di Perumahan
Padang Sappa Kecamatan Bua Ponrang Kabupaten Luwu Kota Palopo, Provinsi
Sulawesi Selatan. Metode yang digunakan dalam penelitian ini dimulai dari
Perancangan alat prototype smart home, persiapan alat dan bahan, perakitan alat
prototype smart home, dan uji kinerja smart home dengan menggunakan
komponen utama yaitu Mikrokontroler NodeMCU ESP8266. Pengujian ini
dilakukan dengan menggunakan tiga jenis jaringan internet sehingga diperoleh
hasil delay yang berbeda yaitu jaringan internet 3G, jaringan internet 4G dan
jaringan internet WLAN (Wireless Local Area Network). Nilai rata-rata delay
yang tertera pada fitur jaringan internet 3G, jaringan internet 4G dan jaringan
internet WLAN masing-masing adalah 3,23 detik, 1,42 detik dan 1,38 detik. Hal
ini menunjukkan bahwa uji Komunikasi antara pengguna dengan sistem smart
home dengan menggunakan internet of things telah beroperasi dengan optimal
pada jarak yang jauh.
Kata Kunci: Smart home, prototype, mikrokontroler NodeMCU ESP8266,
Internet of Things.
vi
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena
berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis bisa menyelesaikan skripsi ini yang
berjudul “Rancang Bangun Smart Home Menggunakan Internet of Things
Berbasis Mikrokontroler NodeMCU ESP8266”. Penyelesaian skripsi ini
merupakan upaya penulis dalam memenuhi salah satu syarat guna memperoleh
gelar Sarjana di Program Studi Fisika Fakultas Sains Universitas Cokroaminoto
Palopo.
Penyusunan skripsi ini banyak mengalami kendala, namun karena rasa
keingintahuan dan usaha serta bantuan dari berbagai pihak sehingga segala
kesulitan yang dihadapi dapat terselesaikan dengan baik. Walaupun telah
diupayakan semaksimal mungkin namun penulis menyadari penyusunan skripsi
ini tidak lepas dari kekurangan karena keterbatasan pengetahuan dan kemampuan.
Untuk itu dalam penyusunan dan penelitian ini penulis banyak mendapatkan
bantuan, bimbingan, arahan dan dorongan semangat sehingga skripsi ini dapat
terselesaikan dengan baik. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati penulis
menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Prof. Hanafie Mahtika, M.S., selaku Rektor Universitas Cokroaminoto
Palopo.
2. Ibu Pauline Destinugrainy Kasi, S.Si., M.Sc., selaku Dekan Fakultas Sains
Universitas Cokroaminoto Palopo.
3. Ibu Fitri Jusmi, S.Si., M.Sc.,selaku pembimbing I.
4. Ibu Rahma Hi. Manrulu, S.Si.,M.Sc., selaku Ketua Program Studi Fisika
Fakultas Sains Universitas Cokroaminoto Palopo sekaligus pembimbing II
yang telah memberikan bimbingan dan dukungan kepada penulis.
5. Seluruh dosen, staff, dan karyawan Universitas Cokroaminoto Palopo.
6. Ayahanda dan Ibunda tercinta, adik serta seluruh keluarga yang tak henti-
hentinya mendoakan, memberi dukungan, motivasi, materi, kepercayaan dan
kasih sayang kepada penulis.
7. Sahabat dan teman-teman seperjuangan Program Studi Fisika Universitas
Cokroaminoto Palopo angkatan 2016 yang selalu memberikan dukungan satu
sama lain, selalu berjuang bersama-sama.
vii
vii
Segala kekurangan yang ada pada penyusunan skripsi ini adalah milik
penulis, dan segala kelebihannya milik Allah SWT. Hanya doa yang dapat penulis
panjatkan kepada Allah Yang Maha Kuasa untuk semua pihak yang telah
memberikan ilmu, kebaikan, dan dukungan. Semoga Allah SWT membalas
kebaikan semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini.
Palopo, Agustus 2020
Nurfa Yanti
viii
viii
RIWAYAT HIDUP
Nurfa Yanti, lahir di Padang Sappa pada tanggal 05 Juli
1997, anak ke tiga dari lima bersaudara, buah hati dari
pasangan Sufriadi dan Hasma. Penulis menempuh
pendidikan dasar di SDN 01 Lalo-bao Konawe Selatan
Kendari, hanya menumpuh 5 tahun, kemudian pada tahun
2008 Ia pindah mengikuti Neneknya ke Padang Sappa
untuk melanjutkan pendidikan di SDN 57 Padang Sappa
sampai dengan tahun 2009. Kemudian ia melanjutkan pendidikan sekolah
menengah tingkat pertama di SMP Negeri 1 Bua Ponrang Padang Sappa. Penulis
melanjutkan pendidikan di SMU Negeri 01 Konawe Selatan Kendari dan tamat
pada tahun 2015. Pada tahun 2016, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Program
studi Fisika Fakultas Sains pada Universitas Cokroaminoto Palopo.
Selama mengikuti pendidikan di Universitas Cokroaminoto Palopo, penulis
pernah aktif di HMPS, dan mengikuti kegiatan kampus yang berkaitan dengan
bidang akademik seperti perlombaan cerdas cermat yang diselerenggarakan
program studi Matematika Fakultas Sains Universitas Cokroaminoto Palopo
sebanyak 2 kali. Program Kreatifitas Mahasiswa yang pernah ditulis adalah
tentang Temulawak dengan judul Temu Kangen (Temulawak Kripik Goreng
Enak) yang dikirim ke situs PKM tahun 2018. Penulis juga berkesempatan
mengikuti lomba ONMIPA (Oliampiade Nasional Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam) sebanyak 2 kali berturut-turut diadakan di UMI (Universitas
Muslim Indonesia) dan stikes Pelamonia bertempat di Makassar, Sulawesi
Selatan. Penulis juga pernah melakukan PKL (Praktek Kerja Lapang) di BPFK
(Badan Pengamanan Fasilitas Kesehatan) bertempat di Makassar Sulawesi
Selatan. Penulis juga semasa aktif dalam perkuliahan memiliki aktivitas menjadi
tentor pada salah satu tempat bimbingan belajar yang ada di Kota Palopo.
ix
ix
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... ii
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN NASKAH SKRIPSI .......................... iii
HALAMAN KETERANGAN UJI SIMILARITY .......................................... iv
ABSTRAK ....................................................................................................... v
KATA PENGANTAR ..................................................................................... vi
RIWAYAT HIDUP .......................................................................................... viii
DAFTAR ISI .................................................................................................... ix
DAFTAR TABEL ........................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xii
DAFTAR ARTI LAMBANG DAN SINGKATAN ........................................ xiii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ....................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................. 2
1.3 Tujuan Penelitian ................................................................... 2
1.4 Manfaat Penelitian ................................................................. 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kajian Teori ........................................................................... 3
2.2 Hasil Penelitian yang Relevan .............................................. 12
2.3 Kerangka Pikir... .................................................................... 13
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian ....................................................................... 14
3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian ................................................. 14
3.3 Prosedur Penelitian................................................................. 14
3.4 Teknik Analisis Data .............................................................. 16
3.5 Diagram Alir .......................................................................... 18
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian ...................................................................... 19
4.2 Pembahasan ............................................................................ 27
x
x
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ............................................................................ 29
5.2 Saran ....................................................................................... 29
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 30
LAMPIRAN ..................................................................................................... 32
xi
xi
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1 Data Sheet NodeMcu ESP8266 Lolin V3 ................................................... 9
2 Pengujian Relay ........................................................................................... 21
3 Pengujian Pengontrolan Lampu .................................................................. 25
4 Hasil Pengujian Alat .................................................................................... 26
xii
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Prototype Smarthome ................................................................................... 4
2. Logo Android ............................................................................................... 5
3. Logo MIT App Inventor .............................................................................. 6
4. Sistem Kerja Internet Of Things .................................................................. 8
5. Datasheet NodeMCU ESP8266 Lolin V3 .................................................... 8
6. Tampilan Arduino IDE ................................................................................ 9
7. Relay ............................................................................................................ 11
8. Power Supply ............................................................................................... 12
9. Kerangka Pikir ............................................................................................. 13
10. Skema Rangkaian Prototype ........................................................................ 15
11. Perancangan Relay ke Nodemcu .................................................................. 15
12. Diagram Alir ................................................................................................ 18
13. Tampilan Nama Database ........................................................................... 19
14. Tampilan Database Host ............................................................................. 20
15. Tampilan Database Secret Kode .................................................................. 20
16. Pengujian Aplikasi Pada Android ................................................................ 21
17. Aplikasi Smart home .................................................................................... 22
18. Pengujian Lampu Smart home ..................................................................... 22
19. Pengujian Lampu I dalam Keadaan OFF .................................................... 23
20. Pengujian Lampu I dalam Keadaan ON ....................................................... 24
21. Pengujian Lampu II dalam Keadaan OFF ................................................... 24
22. Pengujian Lampu II dalam Keadaan ON ..................................................... 24
23. Pengujian Dengan Kedua Lampu dalam Keadaan ON ................................ 25
24. Pengujian Dengan menggunakan Jaringan yang berbeda ............................ 25
25. Grafik Nilai Rata-rata Delay ........................................................................ 27
xiii
xiii
DAFTAR ARTI LAMBANG DAN SINGKATAN
Lambang/Singkatan Arti dan keterangan
IoT Internet of Thing
IP Internet Protocol
GPIO General Purpose Input Output NC Normally Close
NO Normally Open
COM Common
AC Arus bolak-balik
DC Arus searah
V Volt
RFID Radio Frequency Identification
MIT Massachusetts Institute of technology
SBCS Single board computers
∑ Sigma
WLAN Wireless Local Area Network
xiv
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Dokumentasi Alat ........................................................................................... 33
2. Dokumentasi Penelitian .................................................................................. 34
3. Program NodeMCU ESP8266 ........................................................................ 35
4. Standar Error .................................................................................................. 37
5. Standar Error .................................................................................................. 41
6. Standar Error .................................................................................................. 45
7. Surat Penyerahan Alat .................................................................................... 46
1
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dengan adanya perkembangan teknologi khususnya dalam pengembangan
teknologi digital, peralatan elektronik kini mulai dapat dikendalikan secara
otomatis menggunakan perangkat Smart Home. Perangkat Smart Home
merupakan salah satu pemanfaatan teknologi digital ditandai dengan seseorang
tidak perlu lagi menghidupkan atau mematikan peralatan elektronik pada sakelar
secara langsung (manual) yang terhubung ke listrik, akan tetapi dengan
melakukan perancangan digital kini peralatan listrik dapat aktif/tidak aktif secara
otomatis sesuai dengan keperluan penggunanya dengan menggunakan telepon
genggam. Perangkat Smart Home merupakan suatu sistem digital yang memiliki
unit kontrol untuk mengontrol alat-alat elektronik yang ada di rumah. Sehingga
pengguna tidak perlu khawatir lagi pada saat keluar rumah.
Perkembangan teknologi digital di era globalisasi ini sangat pesat didukung
dengan perkembangan teknologi komputer. Tidak lupa pula dengan kecanggihan
teknologi sensor yang banyak digunakan oleh kreator-kreator untuk menciptakan
perangkat yang mampu membantu keberlangsungan hidup manusia. Dengan
adanya perkembangan ilmu digital banyak membantu pekerjaan manusia sehingga
lebih dapat mengefisienkan waktu.
Peralatan elektronik yang terhubung dengan listrik banyak dijumpai masih
hidup ketika tidak digunakan, ini tentunya sangat merugikan bagi pengguna
maupun alat itu sendiri, yang disebabkan oleh kelalaian pengguna untuk
mematikan peralatan elektronik tersebut pada saat tidak digunakan. Apabila dalam
suatu rumah terdapat beberapa peralatan elektronik yang memiliki tegangan listrik
yang tinggi, maka akan sangat tidak efisien dan boros energi listrik. Pengguna
tidak luput dari lupa akan sesuatu seperti tidak mematikan lampu, tidak
mematikan kipas angin jika tidak digunakan ini sangat sering dijumpai dalam
kehidupan sehari-hari.
Oleh karena itu, penulis berinisiatif untuk merancang prototype smart home
berbasis NodeMCU. NodeMCU ini merupakan perangkat penting yaitu dapat
menjangkau keseluruhan peralatan elektronik dalam skala yang lebih luas.
2
2
Dengan mengaktifkan perangkat smart home pada telepon genggam pengguna
dapat dengan tenang meninggalkan rumah tanpa perlu khawatir dengan
penggunaan peralatan elektronik tetap aktif walaupun tidak digunakan. Pengguna
dapat memantau dan mengendalikan peralatan elektronik di dalam rumah dari
jarak jauh melalui suatu saluran komunikasi seperti jaringan internet, WiFi,
ataupun Bluetooth melalui handphone genggam yang telah terintegrasi dengan
peralatan elektronik dan juga sensor yang berada dalam suatu rumah.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam penelitian mengenai prototipe smart home
menggunakan Internet of Things berbasis mikrokontroler NodeMCU ESP8266 ini
sebagai berikut:
1. Bagaimana membuat prototipe smarthome dengan NodeMCU ESP8266?
2. Bagaimana uji kinerja prototipe smart home berbasis mikrokontroler
NodeMCU ESP8266?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian mengenai prototipe smart home menggunakan Internet of
Things berbasis mikrokontroler NodeMCU ESP8266 ini sebagai berikut:
1. Membuat prototipe smart home dengan NodeMCU ESP8266
2. Menguji kinerja prototipe smart home berbasis mikrokontroler NodeMCU
ESP8266
1.4 Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan mampu memberikan manfaat diantaranya sebagai
berikut:
1. Bagi peneliti; Memperoleh pengalaman dan pengetahuan cara merancang dan
mengimplementasikan rancang bangun alat system smart home menggunakan
Internet of things berbasis NodeMCU ESP 8266.
2. Bagi Masyarakat; Membantu memudahkan untuk mengendalikan sistem
smart home meraka dengan praktis cukup dengan smartphone digenggaman
tanpa mencari saklar dan penelitian ini bisa juga mengurangi pemakaian
listrik yang berlebih.
3
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kajian Teori
1. Pengertian Perancangan
Perancangan merupakan salah satu tahap dalam pembuatan suatu sistem yang
terdiri dari perencanaan, pelukisan dan lain-lain. Dimana perancangan itu sendiri
dapat dirancang dalam bentuk. sistem bagan yang merupakan bentuk alat grafik
yang digunakan untuk menunjukan urutan-urutan proses dari sistem. (Nafisah,
2003).
Perancangan Sistem ini yang akan dipakai pada suatu perusahaan, dimana
masing-masing pengembang aplikasi diharuskan membuat sebuah rancangan dari
sistem yang ingin dibuat. Rancangan ini bertujuan untuk memberi visualisasi dari
sistem yang akan berjalan nantinya kepada.banyak pihak. Adapun beberapa teori
mengenai pengertian perancangan sistem. Perancangan sistem merupakan
gabungan kegiatan yang menggambarkan secara rinci bagaimana sistem akan
berjalan, yang bertujuan untuk menghasilkan produk perangkat lunak yang sesuai
dengan keinginan pengguna (Satzinger dkk, 2012).
2. Sistem Kendali Otomatis
Sistem kendali otomatis adalah sistem elektronika, kelistrikan dan mekanik
yang merupakan sebuah perangkat yang dapat bekerja sesuai dengan kehendak
penggunanya. Contohnya, pada penanak nasi yang dapat menukar sistem kerja
manusia menjadi alat kerja otomatis yang.praktis dan memudahkan pengguna
(Yusron, 2009).
Rangsangan dari luar yang diterapkan pada sebuah sistem kendali untuk.
mendapatkan tanggapan tertentu dari sistem pengaturan disebut input, dimana
input disebut juga respon output yang diinginkan. Elemen dari sistem
pengendali.memakai sensor yang memberikan sebuah informasi.menggunakan
sensor yang memberikan suatu informasi sebagai input.ke pemberi perintah yakni
otak agar memberikan tindakan yaitu output. Proses pembaca sensor
ini.merupakan elemen dari sistem pengendali.
4
4
3. Smart Home
Smart home merupakan sebuah sistem yang terprogram melalui komputer
yang akan memberikan segala kenyamanan, keselamatan, keamanan dan
penghematan energi, yang berlangsung secara otomatis.pada rumah atau gedung.
Smart home ini dapat digunakan untuk menggendalikan hampir semua.peralatan
dan perlengkapan di rumah anda, mulai dari pengaturan letak lampu, kipas,
televise hingga ke berbagai alat-alat rumah tangga lainnya, yang perintahnya
dapat dilakukan dengan menggunakan..sinar inframerah, suara, atau melalui
kendali jarak jauh..Hanya dengan menggunakan handphone, maka kita dapat
mengatur buka tutup tirai yang mengunakan motor. Smart home lebih terasa
kegunaanya, dimana kita dapat mengatur penerangan di dalam atau luar rumah,
dan mengawasi seluruh kegiatan yang terjadi di rumah.
Gambar 1. Prototype smart home (Abdul, 2019)
Semua perabot elektronik dapat diatur secara otomatis dari jarak tertentu.
termasuk AC, TV, home theatre, microwave, VCD, dan lampu. Dimanapun kita
berada, kita bisa menyalakan atau mematikan alat-alat elektronik seperti lampu,
pemanas air, kulkas dan lainnya, Intinya setiap perabot elektronik yang terhubung
dengan stop kontak.yang dapat diatur dengan teknologi elektronik terbaru yang
dinamakan.rumah pintar atau smart home, kita bisa mengkontrol alat-alat
elektronik kita hanya dengan satu pengontrol pusat, ataupun kita bisa
memantaunya ketika kita tidak ada di rumah. Hanya dengan mengakses ke unit
kontrol utama sistem smart home.
5
5
4. Pengertian Android
Android menyediakan perangkat lunak terbuka bagi para pengembang untuk
menciptakan aplikasi mereka sendiri untuk digunakan oleh bermacam peranti
bergerak. Android itu sendiri merupakan sistem operasi yang berbasis Linux
untuk telepon seluler seperti telepon pintar dan komputer tablet. Di dunia ini
terdapat dua jenis distributor system.operasi Android. Pertama mendapat
dukungan lansung dari Open Handset Distribution dan yang kedua mendapat
dukungan penuh dari Google atau Google Mail Services.
Gambar 2. Ikon Android (Lauren, 2016)
5. Pengertian App MIT Inventor
Sistem berbasis web dimana aplikasi Android dapat digunakan tanpa perlu
tahu bagaimana cara meng-code-nya. Massachusetts Institute of technology App
Inventor merupakan tempat untuk memudahkan proses pembuatan aplikasi
sederhana tanpa harus mempelajari.atau menggunakan bahasa pemrograman yang
terlalu banyak. Kita dapat mendesain aplikasi android sesuai keinginan dengan
menggunakan berbagai macam. tampilan dan komponen yang tersedia.
Program Inventor memungkinkan user baru untuk memprogram komputer
untuk menciptakan aplikasi perangkat lunak bagi sistem operasi Android. Google
telah melakukan penelitian yang berhubungan dengan komputasi edukasional dan
menyelesaikan lingkungan pengembangan online.Google. Aplikasi Inventor
menggunakan antarmuka grafis, serupa dengan antarmuka pengguna pada Scratch
dan StarLogo TNG, yang memungkinkan pengguna untuk men-drag-and-drop
6
6
objek visual. untuk menciptakan aplikasi yang bisa dijalankan pada perangkat
Android dalam menciptakan Aplikasi Inventor,
Gambar 3. Logo MIT Aplikasi Inventor (https://appinventor.mit.edu, 2016)
6. Internet Of Things
Internet of Things bertujuan untuk memperluas manfaat dari konektivitas
internet yang terhubung secara terus menerus. Dengan semakin berkembangnya
infrastruktur internet, maka kita menuju ke sistem yang lebih canggih, di mana
bukan hanya smartphone atau komputer saja yang dapat terkoneksi dengan
internet, namun berbagai macam benda nyata akan. tersambung dengan internet
sebagai contohnya mobil, peralatan elektronik, mesin produksi, perabot yang
dapat dipakai manusia dan termasuk benda nyata apa saja yang semuanya
tersambung ke jaringan lokal dan global menggunakan sensor atau actuator yang
tertanam (Mehta, 2015).
Internet mulai dikenal pada tahun 1989 dan mengawali kegiatan secara
online. Pada tahun 1990 John Romkey melakukan penelitian dengan menciptakan
pemanggang roti yang dapat diaktifkan dan dimatikan secara online. Selanjutnya
berbagai penelitian perangkat keras dan lunak dilakukan untuk pengendalian jarak
jauh melalui internet. Seorang Direktur Eksekutif Kevin Ashton di MIT
menyebutkan pertama kali istilah The Internet of Things (IoT) pada tahun 1997
berbasis Radio frequency identification. (RFID), RFID digunakan dalam skala
besar di militer Amerika Serikat sejak tahun 2003.
Pada tahun 2018 dikembangkan IP atau Internet protocol yang digunakan
untuk mengaktifkan IoT. Hal ini membangkitkan berkembangnya IoT yang
didukung oleh banyak perusahaan raksasa. berbagai jenis perabot sehari-hari
dengan sensor cerdas telah dibuat dan dikendalikan melalui internet..Data analog
7
7
melalui sensor cerdas, diubah menjadi data digital.dan kemudian dikirim ke
prosesor secara realtime. Dengan demikian dapat dilakukan otomasi peralatan
yang dikendalikan dari jarak jauh dalam arsitektur IoT.(Junaidi, 2018).
Cara kerja dari IoT yaitu setiap benda harus memiliki sebuah alamat
Internet Protocol (IP). Alamat Internet Protocol merupakan jaringan yamg
membuat benda bisa diperintahkan dalam sebuah identitas dari benda lain dalam
jaringan yang sama. Kemudian jaringan internet tersebut akan dikoneksikan ke
dalam benda-benda melalui alamat Internet Protocol. Koneksi internet saat ini
sudah sangat mudah didapatkan. Setelah sebuah benda memiliki alamat IP dan
terkoneksi dengan internet maka pengguna dapat memantau benda bahkan
memberi perintah (remote control) kepada benda tersebut dengan koneksi internet
(Kitchenham, 2004).
Contoh remote control dengan konsep IoT ditunjukkan pada Gambar 4 Di
masa yang akan datang, teknologi voice command dapat dimanfaatkan di
perkantoran. Kondisi perangkat yang dipakai dalam bentuk monitor dapat dilihat
yang merupakan awal dari perkembangan teknologi yang dapat dipakai dan
otomatisasi di kantor..Mungkin di masa yang akan datang teknologi bisa dipakai
untuk memantau,.dan memerintahkan peralatan kantor untuk konservasi energi
yang optimal.
Data yang terkumpul selanjutnya dianalisis untuk mengambil tindakan
spesifik berdasarkan layanan yang dibutuhkan. Sensor IoT bisa berupa sensor
cerdas, aktuator atau perangkat penginderaan yang dapat dipakai. Perusahaan
seperti Wemo, Revolv dan Smart Things menawarkan smart hub dan aplikasi
mobile yang memungkinkan orang untuk memantau dan mengendalikan ribuan
perangkat dan peralatan cerdas di dalam gedung menggunakan ponsel cerdas
mereka.Single board computers (SBCS) yang terintegrasi dengan sensor dan
built-in IP dan fungsi keamanan biasanya digunakan untuk mewujudkan produk
IoT, seperti Arduino Yun, Raspberry PI, BeagleBone Black dan lain sebagainya.
Perangkat seperti ini biasanya terhubung ke portal kontrol data pusat untuk
menyediakan data yang dibutuhkan dan data yang Proses ini biasanya meliputi
menemukan sumber data, memanfaatkan sumber data, memodelkan informasi,
mengenali dan menganalisa data (Agrawal,2013).
8
8
Gambar 4. Sistem Kerja Internet of Things (Agrawal, 2013)
7. NodeMCU ESP8226
NodeMCU adalah mikrokontroler yang sudah dilengkapi dengan module
Wifi ESP8266 didalamnya. NodeMcu merupakan firmware berbasis e-Lua dengan
pengembangan dari ESP8266. NodeMCU pada dasarnya dilengkapi dengan power
supply dan NodeMCU dilengkapi dengan tombol push flash dan reset serta port
micro usb.
Package dari ESP8266 NodeMCU menggunakan bahasa pemograman Lua.
Bahasa Lua memiliki susunan pemograman yang sama dengan bahasa C dan
memiliki bahasa logika tetapi hanya berbeda syntax, Datasheet NodeMCU dapat
di lihat pada gambar 5 serta spesifikasi NodeMCU ESP8266 dapat di lihat pada
tabel 1.
Gambar 5. Datasheet NodeMCU ESP8266 Lolin V3
9
9
Selain dengan bahasa Lua NodeMCU juga support dengan sofware Arduino
IDE dengan melakukan sedikit perubahan board manager pada Arduino IDE. Jika
menggunakan bahasa Lua maka dapat menggunakan tool Lua loader maupun Lua
uploder Dengan cara di Flash terlebih dahulu agar support terhadap tool yang
akan digunakan. Jika menggunakan Arduino IDE menggunakan firmware yang
cocok yaitu firmware keluaran dari AiThinker yang support AT Command. Untuk
penggunaan tool loader Firmware yang digunakan adalah firmware NodeMCU.
Tabel 1. Spesifikasi NodeMCU ESP8266
Komponen Spesifikasi
Mikrokontroler
Operasi Tegangan
Input Teganagan
GPIO
Kanal PWM
Flash Memory
Clock Speed
WiFi
Frekuensi
USB To Serial Convert
NodeMCU ESP8266
5 Volt
3,3 - 5 Volt
13 Pin
10 Kanal
4 MB
40/26/24/ MHz
IEEE 802.11 b/g/n
2.4 GHz – 22.5 Ghz
CH340G
(Sumber: Wicaksono, 2017)
8. Arduino IDE
Integrated Developtment Enviroenment atau IDE merupakan program yang
digunakan untuk membuat program pada NodeMCU ESP8266. Sketch merupakan
program yang ditulis dengan menggunakan Software Arduino (IDE). Sketch
disimpan dalam suatu editor teks dan ditulis dalam suatu editor teks dan disimpan
dalam file dengan ekstensi.ino.
Gambar 6. Tampilan Arduino IDE (Sinaryuda, 2017)
10
10
Interface Arduino IDE memiliki fitur – fitur yang lengkap seperti berikut ini
dijelaskan struktur IDE arduino:
a. Verify: Bentuk sebelumnya dikenal dengan istilah Compile..Biasakan untuk
memverifikasi terlebih dahulu sketch yang dibuat sebelum aplikasi diupload
ke board. Arduino. Jika pada sketch ada kesalahan, maka eror nanti akan
muncul. Proses Compile ini mengganti sketch ke binary code untuk diupload
ke mikrokontroler.
b. Upload: Kita tidak perlu mengklik button verify karena button ini berfungsi
untuk mengupload sketch ke board Arduino, maka sketch akan dicompile,
kemudian langsung diupload ke board.
c. Open Sketch: Sketch yang dibuat dengan IDE Arduino akan disimpan dengan
ekstensi file.ino. Open Sketch ini berfungsi membuka kembali sketch yang
sudah pernah dibuat..
d. New Sketch: Membuka window. dan Membuat sketch baru..
e. Serial Monitor: Membuka tampilan untuk komunikasi serial.
f. Save Sketch: Menyimpan sketch, tapi tidak disertai mengcompile.
g. Konsol: Ketika aplikasi mengcompile atau ketika ada kesalahan pada sketch
yang kita buat maka kesan-pesan yang dikerjakan aplikasi dan pesan-pesan
tentang sketch akan muncul pada bagian ini, misalnya maka informasi error
dan baris akan diinformasikan di bagian ini.
h. Baris Sketch: Bagian pada sketch ini akan menunjukkan posisi baris kursor
yang sedang aktif .
i. Keterangan Aplikasi: Ketika kita mengupload dan mengcompile sketch ke
board Arduino maka pesan-pesan yang dilakukan aplikasi akan muncul di
sini, misal "Compiling" dan "Done uploading"
9. Relay
Relay adalah sebuah saklar yang dikendalikan oleh arus (Owen, 2004).
Relay adalah Saklar (Switch) merupakan komponen Electromechanical
(Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil)
dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Kontaktor akan tertutup (On)
atau terbuka (Off) karena efek induksi magnet yang dihasilkan kumparan
(induktor) ketika dialiri arus listrik, dengan Prinsip Elektromagnetik relay
11
11
digunakan untuk menggerakkan kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang
kecil.dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.
Gambar 7. Skema Relay (Owen, 2004)
Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu
berada di posisi Close (tertutup) dan Normally Open (NO) yaitu kondisi awal
sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi Open (terbuka). Relay umumnya
punya 5 pin atau kaki, yang terdiri dari:
a. + GND dan Dua kaki untuk listrik, jika tegangan dan arusnya cukup, maka
relay akan aktif yang ditandai dengan bunyi “tek”.
b. Kaki NC atau NO, kaki ini yang akan dihubungkan ke sumber C (common),
maka kaki C disambung ke salah satu jalur listrik dari PLN jika relay akan
digunakan untuk mengontrol lampu rumah,
c. Kaki Normally Close, Jika relaynya aktif maka kaki NC terputus dari kaki C.
Sebelum relay aktif, kaki NC tersambung ke kaki C dan Kaki Normally Open
sebelum relay aktif, kaki NO tidak tersambung ke mana-mana, tapi ketika
relay aktif, maka kaki NO terhubung ke kaki C.
10. Power Supply
Power supply mempunyai dua jenis yaitu power supply dengan sumber arus
bolak-balik dan power supply dengan sumber arus searah. Dimana pengertian
Power supply atau catu daya itu sendiri adalah sebuah komponen yang berfungsi
menghasilkan energi listrik.
Sumber arus bolak-balik AC (Alternating Current) dari PLN merupakan
Sumber daya yang besar maka dari itu diperlukan suatu perangkat yang dapat
mengubah arus AC menjadi arus DC. Terdapat dua jenis power Supply
berdasarkan teknik regulasinya yaitu linier regulated dan AC to DC power supply.
NORMALLY
CLOSED
NORMALLY
OPEN
COMMON
12
12
Gambar 8. Bentuk Fisik Power supply (Tampubolon, 2010)
2.2 Hasil Penelitian yang Relevan
Hasil penelitian Panggabean dkk (2018) bertujuan membahas tentang rumah
system dengan menggunakan mikrokontroler ATMEGA 328 dan media bluetooth
yang berfungsi mengolah data masukan dari pengguna yang akan memberikan
kondisi off atau on contohnya kode “A” pintu telah terbuka “B” pintu telah
tertutup. Penelitian ini, pengguna diharuskan untuk memahami kode tertentu.
Hasil penelitian Zulfikar (2016) bertujuan untuk memberikan kenyamanan,
dan juga meningkatkan keamanan bagi penghuninya. Biasanya Sistem rumah
pintar atau smart home terdiri dari perangkat monitoring, peranti kontrol dan
otomatis ada beberapa peranti yang dapat diakses menggunakan komputer.
Penelitian tentang rumah pintar Solution Berbasis Mikrokontroler, didasarkan
pada sensor sehingga dihasilkan sistem otomasi dalam pengendalian peralatan
rumah dengan kontrol yang sangat kecil dengan masukan sebagai perintah untuk
unit kontrol rumah pintar.
Hasil penelitian Didik dkk (2017) bertujuan untuk mengurangi penggunaan
energi listrik yang tidak terpakai yang dapat mengakibatkan korsleting listrik.
Dengan menggunakan telephone genggam kita akan dengan mudahnya
menggunakan alat ini untuk menghidupkan atau mematikan tegangan listrik sesuai
dengan arah mana yang kita inginkan, karena fitur Smartphone Android yang
dapat terhubung dengan alat ini melalui media wireless. Riset membagi menjadi 3
bagian, dimana bagian pertama, yaitu bagian input yang di dalamnya terdapat
komponen serta rangkaian mikrokontroler. Bagian kedua yaitu bagian output yang
di dalamnya terdapat relay yang dapat menghentikan atau mengalirkan tegangan
listrik sama halnya seperti saklar. Bagian ketiga software yang digunakan peneliti
untuk mendukung alat ini, yaitu Arduino IDE.
13
13
Hasil penelitian Kurniawan (2018) bertujuan untuk menyempurnakan
kekurangan yang ada pada penelitian sebelumnya, untuk mengembangkan dan
memperbaiki sistem pada penelitian sebelumnya, dimana kekurangan pada
penelitian sebelumnya tersebut masih belum terintegrasi dengan baik, maka pada
penelitian ini menggunakan metode berbasis IP atau Internet protocol dengan
aplikasi Visual Basic. Pada penelitian yang peneliti lakukan penelitian ini juga
melakukan pengendalian motor servo sebagai tindak lanjut. Namun, upaya
tersebut masih belum optimal dan belum dapat diimplementasikan.
Hasil Penelitian Istiyanto dkk (2019) bertujuan untuk membahas tentang
pengontrolan alat dari jarak jauh dengan memanfaatkan fitur Short message
service yang ada pada smart home melalui jaringan telekomunikasi GSM. SMS
tidak hanya dipergunakan untuk device komunikasi saja, tetapi dapat
dipergunakan untuk alat pengontrol jarak jauh. Dengan memanfaatkan fitur
berupa Short Message Service Gateway dengan perintah AT-Command dan yang
diintegrasikan dengan bahasa pemograman Visual Basic 6.0 maka kita bisa
membuat fitur remote (pengendali jarak jauh) dengan memanfaatkan fitur berupa
SMS (Short Message Service). Dengan sistem kendali tersebut kita bisa
memantau dan mengefisiensikan waktu tanpa harus dibatasi dengan jarak.
2.3 Kerangka Pikir
Rancang bangun dalam bentuk skema dilakukan dengan menggunakan
rujukan pada referensi dengan melalui konsep kerangka pikir sebagai berikut:
Gambar 9. Skema kerangka piker
Perancangan alat prototype smart home menggunakan internet of things
Perakitan alat prototype smart home menggunakan internet of things
Uji kinerja smart home
Analisis kerja alat smart home
Output
14
14
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian
Adapun jenis penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah
penelitian eksperimen yang membuat prototipe sistem smart home menggunakan
internet of things berbasis mikrokontroler NodeMCU ESP8266.
3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini telah dilaksanakan pada bulan Januari sampai April 2020 di
Daerah Padang Sappa, Kabupaten Luwu.
3.3 Alat dan Bahan
1. Alat dan Bahan
a. Alat
Penelitian ini menggunakan beberapa alat dan bahan diantaranya: Laptop
yang dilengkapi software Arduino IDE, mistar, gunting, lem tembak dan solder.
b. Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu breadboard, kabel micro
USB, kabel jumper male female, NodeMCU ESP8266, relay 2chanel, adaptor
power, fitting lampu, power supply, triples sebagai media rumahan, serta lampu
sebagai objek.
2. Prosedur Kerja
Prosedur penelitian adalah serangkaian kegiatan yang dilaksanakan oleh
seorang peneliti secara teratur dan sistematis untuk mencapai tujuan-tujuan
penelitian.
a. Persiapan
Alat dan bahan yang baik turut menentukan hasil penelitian ini, dimulai dari
kalibrasi alat dan bahan serta analisis persentase kemungkinan kesalahan
komponen-komponen yang digunakan, kemudian merancangnya di breadboard.
b. Perancangan Perangkat Keras
Perancangan Hardware ini berisi tentang perancangan input yaitu
NodeMCU ESP8266 (sebagai mikrokontoler utama). Power Supply Switching DC
5V 3A (sebagai catudaya), modul Relay (sebagai Pemutus arus listrik), fitting
15
15
Lampu (sebagai rumah lampu atau dudukan lampu). Lampu LED AC 220 V
(sebagai pencahayaan), kabel jumper male female secukupnya (sebagai instalasi
pada rangkaian). Box rangakaian (sebagai wadah komponen pada sistem smart
home).
1) Perancangan Skema Rangkaian
Perancangan skema rangkaian yang merupakan perpaduan beberapa
komponen hingga menghasilkan suatu prototipe. Pada tahap ini, proses dimulai
dari pemodelan prototipe yakni pembuatan struktur smarthome menggunakan
internet of things dan pemilihan komponen elektronika yang digunakan.
Gambar 10. Rancangan Prototipe Smarthome
(Sumber: Dokumentasi pribadi, 2020)
2) Perancangan relay ke NodeMCU
Gambar 11. Rangkaian relay ke NodeMCU
(Sumber: Dokumentasi pribadi, 2020)
Membuat rangkaian seperti pada gambar 11. Kemudian hubungkan
rangkaian berikut.
a) Menyambungkan Pin GND pada GND
b) Menyambungkan Pin VCC pada 5V
Nodemcu Relay
Lampu
Power supply
Relay NodeMCU
16
16
c) Menyambungkan Pin in relay pada Pin digital NodeMCU
c. Pembuatan Sketsa Program
Pembuatan sketsa program ditujukan untuk berfungsi sebagai perintah dari
langkah yang akan akan dikerjakan oleh mikrokontroler. Salah satu perintah yang
berfungsi dalam pengolahan data adalah perintah pembacaan data dari alat smart
home tersebut. Perangkat lunak yang dibutuhkan. yaitu:
1) Arduino IDE 1.8.5. Software processing yang digunakan sebagai media.
pemrograman NodeMCU yang terintegrasi untuk menulis program,
mengkompilasi.pemrograman, kemudian meng-upload-nya ke mikrokontoler
NodeMCU.
2) Database firebase google realtime sebagai penyimpanan data dan jembatan
komunikasi antara alat ke aplikasi berbasis android maupun sebaliknya untuk
sistem smart home
3) App mit invertor, software pembuatan media aplikasi untuk sistem smart home.
d. Pengujian Prototipe
Tahap ini dilakukan pada prototipe smart home yang sudah dibuat, serta
diprogram. Pengujian dilakukan untuk mengetahui kesesuaian hasil uji dengan
tujuan awal dari perancangan prototipe. Pengujian prototipe dilakukan dengan
menjalankan fungsinya sesuai dengan diagram alir dan mengetahui kinerja
prototipe yang disesuaikan dengan hasil metode standar.
3.4 Teknik Analisis Data
Berdasarkan hasil pengujian alat secara keseluruhan, didapatkan bahwa
alat sudah bekerja dengan semestinya. Ditandai dengan alat bekerja yang terlihat
pada hardware dan android dapat mengirim dan menerima data dari database yaitu
berupa data 1 dan 0, yang berarti ketika aplikasi mengirim data 1 ke database 1
maka lampu menyala dan ketika aplikasi mengirim dan menerima data 0 ke
database 0 maka lampu mati.
Sebelum melakukan pengujian terlebih dahulu mengetahui nilai standar
eror untuk mengetahui kelayakan alat tersebut serta mendapatkan output yang
bervariasi dari satu sampel ke sampel yang lainnya pada jenis pengambilan Data
yang sama. Adapun rumus yang digunakan untuk mengetahui nilai eror alat yaitu
sebagai berikut:
17
17
∑
∑
Dengan:
Waktu Sebenarnya = Waktu Standar Transfer data sebelum percobaan (sampel)
Waktu Terukur = Waktu keluaran Transfer data Percobaan 1,2, dan 3
n = Banyak data (1,2,3,..dst)
nilai error = penjumlahan data eror
rata-rata error = penjumlahan seluruh data rata-rata eror yang telah didapatkan
18
18
3.4 Diagram Alir
Gambar 12. Diagram alir metode penelitian
Ya
Ya
Ya
Tidak
Tidak
Ya
Tidak
Mulai
Koneksi Wifi
Insialisasi pin
Output
aktif
Selesai
Sistem
dimatikan
Koneksi
Sukses
Apakah
Lampu
menyala
Tombol On di
tekan
Lampu
menyala
19
19
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
1. Pengujian pada Modul WiFi ESP8266
Tujuan dilakukan penelitian ini untuk mengetahui bagaimana penanganan
modul WiFi dalam mengoneksikan dengan akses poin dan kemampuan modul
WiFi dalam mentransferkan data ke firebase google. Pengujian dilakukan dengan
pengaturan modul WiFi agar dapat terhubung sesuai dengan username dan
password yang telah diprogramkan pada akses poin. Langkah pertama kita harus
masuk ke google firebase untuk membuat sebuah project baru disini saya akan
menamai database saya dengan “firebase-nurfa”.
Gambar 13. Tampilan Nama Database
Jika project telah dibuat kita masuk menu database (1) dan scrolldown ke
Realtime database selanjutnya klik tombol buat database.
Gambar 14. Tampilan Database
20
20
Setelah itu kita memerlukan sebuah database host yang akan diinisiasikan
pada program di NodeMCU. Berikut merupakan database host dari project saya.
Gambar 15. Tampilan Database Host
Selain database host dibutuhkan juga secret code dari database yang telah
kita buat. Secret kode ini berfungsi sebagai kunci agar kita bisa mengakses
database kita. Untuk melihat secret kode dari project dapat dilihat dari mengklik
icon settings > Pengguna dan izin >tab Akun layanan > Rahasia database. Kotak
hitam merupakan secret kode dari database yang telah kita buat.
Gambar 16. Tampilan Database Secret Kode
Setelah mendapatkan alamat host dan secret kode dari database yang telah
dibuat kita akan masuk ke program untuk NodeMCU (Lampiran 3).
2. Pengujian Relay
Pengujian Relay dilakukan bertujuan untuk memutus dan menyambungkan
aliran listrik menuju alat smart home dengan ditandai bunyi “tek”, pada saat alat
21
21
bekerja, baik pada keadaan on maupun off sehingga dapat dikatakan relay
berfungsi dengan optimal sesuai dengan yang diprogram. Pada penelitian ini relay
yang digunakan sebanyak 2 buah relay yaitu relay 2 chanel. Relay digunakan
sebagai saklar atau switching yang terdapat tiga output yaitu NO, COM, dan NC.
Relay membutuhkan tegangan input 5V DC dari mikrokontroler untuk mengubah
output NC pada relay menjadi NO dan mengubah output NO pada relay menjadi
NC. Arus yang dilalui pada COM relay berfungsi mengaktifkan lampu. Pengujian
relay dilakukan dengan cara menghubungkan tegangan 220V pada COM dan 5V
DC sebagai input relay yang berasal dari mikrokontroler. Hasil pengujian relay
dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 2. Hasil pengujian relay
Nomor
Relay Tegangan Posisi kaki
relay kondisi
NO
Posisi kaki
relay kondisi
NC
1 Relay 0 V DC NO NC
2 Relay 5 V DC NC NO
Tabel 2 merupakan hasil pengujian relay. Pengujian relay dilakukan
dengan memberi teganan 0V DC dan 5V DC. Pada kondisi kaki relay NO pada
tegangan 0V DC akan berubah ke kondisi NC ketika diberi tegangan 5V DC
begitu juga pada kondisi kaki relay NC pada teganan 0V DC akan berubah ke
kondisi NO ketika diberi teganan 5V DC.
3. Pengujian Aplikasi Pada Android
Pada Android Pengujian dilakukan dengan menggunakan versi Android
6.0.1 dan versi android 7.1.1. Bertujuan untuk memastikan bahwa apakah aplikasi
yang telah dibuat dengan app inventor dapat diinstall pada android. Berikut
gambaran halaman awal app inventor.mit.edu yang terlihat pada gambar 17 di
bawah ini.
Gambar 17. Tampilan awal app inventor
22
22
Gambar 18. Tampilan My Project pada app inventor
Langkah selanjutnya setelah melakukan login dan memasukan akun gmail
pada app inventor.mit.edu, maka tampilan akan berubah seperti yang tertera pada
gambar 19 di bawah ini.
Gambar 19. Gambaran Aplikasi Kendali Pada Android
Langkah selanjutnya yaitu mengubah format menjadi format.apk pada menu
“build”, kemudian Database setelah itu klik “App (Save Apk to My Computer)”,
seperti yang tertera pada gambar 19. Setelah aplikasi tersimpan pada laptop,
kemudian pindahkan file apk ke android. Setelah memindahkan, aplikasi pada
android dapat diinstall seperti yang tertera pada gambar 20, sehingga aplikasi
kendali perangkat elektronik siap digunakan untuk menyalakan lampu dalam jarak
jauh bagi para penggunanya.
23
23
Gambar 20. Aplikasi Berhasil diinstal pada Android
4. Pengujian Lampu Smart Home
Pengujian pada lampu dilakukan untuk mengetahui apakah koordinasi
antara aplikasi dan rangkaian lampu telah berfungsi dengan baik sesuai dengan
yang telah diprogramkan melalui NodeMCU bekerja dengan baik atau tidak. Pada
gambar 21 menunjukkan bahwa lampu 1 dalam keadaan mati (OFF), pada gambar
22 menunjukkan bahwa lampu 1 dalam keadaan menyala (ON), pada gambar 23
menunjukan bahwa lampu 2 dalam keadaan mati (OFF), pada gambar 24
menunjukkan bahwa lampu 2 dalam keadaan menyala (ON), dan pada gambar 25
menunjukkan bahwa semua lampu dalam keadaan menyala (ON). Pada pengujian
kontrol lampu yang dilakukan ini memberikan respon positif dengan
menunjukkan keadaan lampu yang mati/menyala (OFF/ON) pada saat aplikasi
dan koneksi WiFi telah diinstal dan dipergunakan.
Gambar 21. Lampu 1 dalam Keadaan Mati (OFF)
24
24
Gambar 22. Lampu 1 dalam Keadaan Menyala (ON)
Gambar 23. Lampu 2 dalam Keadaan Mati (OFF)
Gambar 24. Lampu 2 dalam Keadaan Menyala (ON)
25
25
Gambar 25. Kedua Lampu Menyala (ON)
Tabel 3. Hasil pengujian pengontrolan lampu
Nomor Jenis peralatan Kondisi
ON OFF
1 Lampu 1 Menyala Mati
2 Lampu 2 Menyala Mati
3 Semua Lampu Menyala Mati
Berdasarkan tabel hasil pengujian kontrol 2 buah lampu yang dilakukan
untuk mengetahui keberhasilan alat dalam mengaktifkan/menonaktifkan arus
listrik secara real time (langsung). Pada saat arus listrik dialirkan melalui relay,
maka keadaan lampu akan menyala (ON), dan apabila arus listrik tidak dialirkan
melalui relay maka keadaan lampu akan mati (OFF). Pengujian kontrol lampu ini
dilakukan dengan menjalankan 3 koneksi jaringan internet yaitu dengan jaringan
3G, jaringan 4G, dan jaringan WLAN.
Jaringan Internet 3G Jaringan Internet 4G Jaringan Internet WLAN
Gambar 26. Pengujian Kontrol Lampu Menggunakan Jaringan Internet Berbeda
26
26
Pada gambar 26 menunjukkan figur tampilan pada android dengan
menggunakan 3 jenis jaringan internet yang berbeda-beda, yaitu gambar pertama
menunjukkan fitur jaringan internet 3G, gambar kedua menunjukkan fitur jaringan
internet 4G dan gambar ketiga menunjukkan fitur jaringan internet WLAN.
Pengujian dilakukan dengan cara mengaktifkan/menonaktifkan lampu melalui
android menggunakan ketiga jenis jaringan internet yang berbeda dengan cara
mengubah jenis jaringan operator (3G, 4G dan WLAN) pada android yang telah
terkoneksi dengan smart home.
Langkah selanjutnya yaitu menghitung nilai rata-rata delay pada ketiga jenis
konektivitas jaringan internet yang digunakan, tujuannya agar mengetahui apakah
konektivitas jaringan internet yang digunakan memberikan delay paling rendah
(tingkat penundaan alat) dalam menjalankan alat smart home ini. Pengujian ini
dilakukan dengan menggunakan stopwatch pada android. Berikut tabel hasil
pengujian alat dengan hitungan waktu dalam stopwatch berdasarkan ketiga jenis
konektivitas jaringan internet yang digunakan disajikan pada tabel 4 di bawah ini.
Tabel 4. Hasil Pengujian Alat
Standar Error : 1,66%
Pengujian 3G (detik) 4G (detik) WLAN (detik)
Sampel 3,22 1,39 1,37
1 3,22 1,40 1,38
2 3,23 1,42 1,39
3 3,22 1,43 1,37
Sampel 3,24 1,42 1,38
1 3,24 1,43 1,39
2 3,24 1,43 1,38
3 3,25 1,43 1,39
Rata-Rata 3,23 1,42 1,38
(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2020)
Pada tabel 4 merupakan hasil pengujian alat dengan menggunakan
stopwatch dengan 3 jenis konektivitas jaringan internet yaitu 3G, 4G dan WLAN.
Dapat dilihat pada tabel, tingkat penundaan alat paling tinggi yaitu menggunakan
jaringan internet 3G dengan nilai rata-rata delay yaitu 3,23 detik. Kemudian,
tingkat penundaan alat pada jaringan internet 4G dengan nilai rata-rata delay yaitu
1,42 detik. Tingkat penundaan alat paling rendah yaitu menggunakan jaringan
internet WLAN dengan nilai rata-rata delay yaitu 1,38 detik. Dapat disimpulkan
bahwa tingkat penundaan alat paling rendah yaitu menggunakan jaringan internet
27
27
WLAN dan tingkat penundaan alat paling tinggi yaitu menggunakan jaringan
internet 3G. Berikut grafik nilai rata-rata delay berdasarkan jaringan internet yang
digunakan disajikan pada gambar 27 di bawah ini.
Gamba 27. Grafik Nilai Rata-Rata Delay pada Ketiga Jaringan Yang Berbeda
Pada gambar 27 menunjukkan hasil yang didapat bahwa nilai delay pada
jenis jaringan internet 3G lebih tinggi (lebih lama) apabila dibandingkan dengan
jaringan internet 4G maupun WLAN. Dapat ditarik kesimpulan bahwa fitur
aplikasi yang menggunakan jaringan internet 4G maupun WLAN jauh lebih baik
(tingkat penundaan rendah) dibandingkan dengan jenis jaringan internet 3G dan
dapat meminimalisir delay saat mengendalikan lampu secara jarak jauh. Secara
keseluruhan fitur-fitur jaringan internet yang digunakan dapat menjalankan alat
smart home dalam suatu rumah walaupun memiliki tingkat penundaan alat yang
berbeda-beda.
4.2 Pembahasan
Berdasarkan uji Komunikasi antara pengguna dengan sistem smart home
dengan menggunakan internet of things telah beroperasi dengan optimal pada
jarak yang jauh. Selain menggunakan internet of things, Hasil yang tertera pada
hardware dan aplikasi dapat mengirim dan menerima data dari database yaitu
berupa data 1 dan 0, yang berarti ketika aplikasi mengirim data 1 ke database
maka alat tersebut dapat menerima data dari database yaitu 1 maka lampu
menyala dan sebaliknya ketika aplikasi mengirim data 0 ke database maka alat
tersebut dapat menerima data dari database yaitu 0 maka lampu mati, yang berati
alat dan aplikasi sudah terkoneksi dengan database yang sudah dibuat.
28
28
Penerapan MIT app inventor dalam pengganti remote control terakumulasi
dengan baik. Pada aplikasi android pengguna dapat mengendalikan keadaan
lampu dengan menggunakan tombol ON/OFF pada fitur aplikasi android.
Pada pengujian relay sebagai saklarnya berjalan dengan cukup baik yang
pada pengujian ini digunakan sebanyak 2 buah relay yaitu relay 2 chanel. Relay
digunakan sebagai saklar atau switching yang terdapat tiga output yaitu NO,
COM, dan NC. Relay membutuhkan tegangan input 5V DC dari mikrokontroler
untuk mengubah output NC pada relay menjadi NO dan mengubah output NO
pada relay menjadi NC. Arus yang dilalui pada COM relay berfungsi
mengaktifkan lampu. Pengujian relay dilakukan dengan cara menghubungkan
tegangan 220V pada COM dan 5V DC sebagai input relay yang berasal dari
mikrokontroler.
Penelitian ini menggunakan mikrokontroler NodeMCU yang disesuaikan
dengan jumlah input dan ouputnya. Spesifikasi NodeMCU ini telah berkembang
dan cukup memadai apabila digunakan dalam jarak jauh. NodeMCU dapat
menjadi preferensi apabila ada peningkatan jumlah input atau output dan
spesifikasi lain yang diinginkan dalam pengembangan alat smart home ini.
Pada penelitian ini peneliti menggunakan dua buah lampu sebagai alat
observasi untuk mengetahui tingkat keberhasilan alat dalam
mengaktifkan/menonaktifkan arus listrik secara langsung dalam jarak jauh
Apabila arus listrik disalurkan oleh relay, maka lampu akan aktif (ON), dan
apabila arus listrik diputus oleh relay, maka lampu akan mati (OFF). Pengecekan
dilakukan dengan menggunakan tiga jenis jaringan internet yang berbeda yaitu
jaringan internet 3G, jaringan internet 4G dan jaringan internet WLAN. Jaringan
internet 3G dan 4G merupakan operator layanan internet yang diperoleh melalui
operator layanan seluler pada android. Sedangkan jaringan internet WLAN
merupakan konektivitas internet yang diperoleh android melalui sumber yang
sama dengan alat smart home yang ada dalam suatu rumah dalam hal ini
dikoneksikan pada access point yang sama.
29
29
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa telah berhasil
membuat prototipe alat smart home menggunakan internet of things berbasis
mikrokontroler NodeMCU ESP8266 antara lain sebagai berikut:
1. Perancangan sistem alat smart home meliputi beberapa komponen, yaitu
mikrokontroler NodeMCU ESP8266 sebagai pusat pengendali prototype, relay
sebagai alat pemutus sekaligus penyambung arus listrik serta komponen
pendukung lainnya. Semua komponen dirangkai sesuai dengan tempat posisinya
masing-masing, kemudian melakukan pemrograman pada arduino IDE dengan
cara inisialisasi pin.
2. Pengujian Kinerja alat ditujukan untuk mengetahui kelayakan alat dengan cara
pengujian secara langsung dengan menghubungkan seluruh komponen yang
bersangkutan sehingga dapat dikatakan alat smart home menggunakan internet of
things berbasis mikrokontroler NodeMCU ESP8266 berfungsi dengan baik sesuai
dengan yang diprogramkan.
5.2 Saran
Pada penelitian kali ini peneliti menyadari bahwa masih banyak kekurangan
terhadap alat smart home ini. Oleh Karena itu, peneliti berharap pada penelitian
berikutnya dapat memperbaiki dan mengembangkan lebih baik lagi, seperti
menambahkan komponen alat membuka pintu otomatis dan peralatan elektronik
lainnya yang ada di rumah.
30
30
DAFTAR PUSTAKA
Agrawal. 2013. Mikrokontroller NodeMCU ESP8266. Volume 8 Nomor 4 ISSN:
2243-4687. http://www.academia.edu.Diakses 26 Desember 2019.
Dhit. 2010. Sistem Informasi Smarthome Berbasis Mikrokontroler NodeMcu8266
(Online). Volume 16 Nomor 4. http://www.academia.edu.Diakses 26
Desember 2019.
Didik, Kusuma, D. A., dan Syaiful A. 2017. Perancangan Aplikasi Smarthome
berbasis Android untuk Pengendalian Keamanan Rumah dengan
menggunakan Android. Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro.
Semarang. www.academicjournals.org. Diakses 14 Desember 2019.
Istiyanto dan Kusuma, A.S. 2019. Sistem Pengontrolan Device dari Jarak Jauh
Memanfaatkan Fitur SMS yang ada Pada Handphone melalui Jaringan
Telekomunikasi GSM. Bandung Informatika Bandung.
www.academicjournals.org. Diakses 30 Desember 2019.
Junaidi, A. 2018 Internet Of Things, Sejarah, Teknologi dan Penerapannya.
Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi Terapan, Volume 1 Nomor 4 ISSN:
2407-3911.
Kitchenham, 2004. Securing the Internet of Things. McGraw-Hill. New York.
Kurniawan. 2018. Metode berbasis Internet Protocol (IP) dengan aplikasi Visual
Basic. Jurnal Robotika. http://www.academia.edu. (pdf). Diakses 30
Desember 2019.
Lauren, Gleen. 2016. Sistem Operasi Android. Jurnal Komputer dan Informasi.
http://www.academia.edu. (pdf). Diakses 30 Desember 2019.
Metha, M. 2015. ESP8266: A Breakthrough in Wireless Sensor Networks and
Internet of Things. InternationalJournal of Electronics and Communication
Engineering & Technology, Volume 6 Nomor 8,
http://www.academia.edu. (pdf). Diakses 5 November 2018.
Nafisah, Syifaun. 2003. Grafika Komputer. Bandung. Penerbit Graha Ilmu
Owen. 2004. Dasar-dasar Elektronika. Jakarta. Penerbit Erlangga.
Panggabean Dan Rika Margaretha. 2018. Pengendali Lampu Rumah
menggunakan Aplikasi Hp Android melalui Komunikasi Bluetooth
berbasis Mikrokontroler Atmega 32. Skripsi. Jurusan Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Sumatera
Utara. https://repositori.usu.ac.id. Diakses 13 Desember 2019.
31
31
Satzinger, N. L,Jackson, P. W dan Burd, L. N. 2012. Systems Analysis and Design
In A Changing World. Cambridge University Press United State of Buston.
America.
Sinaryuda, 2017. Mengenal Aplikasi Arduino IDE dan Arduino Sketch.. Jurnal
Robotika. http://www.academia.edu. (pdf). Diakses 30 Desember 2019.
Tampubolon, F.H. 2010. Perancangan switching Power Supply untuk Mencatu
Sistem Pensaklaran pada Inventer. Skripsi S1 Teknik Elektro. Depok.
Universitas Indonesia.
Yusron, 2009. Sistem Kendali Otomatis. Yogyakarta. Penerbit Mediakom.
Zulfikar. 2016. Perancangan Prototipe System Smarthome Menggunakan Sensor
Jarak Berbasis Mikrokontroler dan Bluetooth Hc05. Skripsi diterbitkan.
Surakarta: Universitas muhammadiyah Surakarta. https://www.scribd.com.
Diakses 12 Desember 2019.
32
32
LAMPIRAN
33
33
Lampiran 1. Dokumentasi Alat
Tampak Alat Bagian Depan Alat Smart Home
Media Rumahan Alat Smart Home Adaptor Power
34
34
Lampiran 2. Dokumentasi Penelitian
Proses Perakitan Alat Proses Pemasangan Adaptor Power
Proses Pengujian Alat Proses Pencatatan Hasil
35
35
Lampiran 3. Program NodeMCU ESP8266
Pemograman NodeMCU ESP8266
// firebase
#include "FirebaseESP8266.h"
#include <ESP8266WiFi.h>
#define FIREBASE_HOST "smarthome-
240ee.firebaseio.com"//sesuaikan dengan host firebase yang
mau di koneksikan
#define FIREBASE_AUTH
"L1awcCi1a5ws8WzwmzeKrbfvGdoNlzTkTH6eauXw"//sesuaikan dengan
aut firebase yang mau di koneksikan
#define WIFI_SSID "Robotic_Garage"//nama ssid yang terhubung
#define WIFI_PASSWORD "robotic77"//password yang terhubung
//status indikator wifi
#define indi_wifi_off D0
#define indi_wifi_on D1
FirebaseData firebaseData;
//relay
#define relay_1 D6
#define relay_2 D7
void setup() {
// program setup
Serial.begin(9600);
pinMode(relay_1, OUTPUT);//setup pin menjadi output
pinMode(relay_2, OUTPUT);
pinMode(indi_wifi_off, OUTPUT);
pinMode(indi_wifi_on, OUTPUT);
digitalWrite(indi_wifi_on, LOW);
//WiFi
WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
Serial.print("Connecting to Wi-Fi");
Serial.println();
// jika wifi belum terhubung maka program akan berjalan di
dalam function while
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
{
digitalWrite(indi_wifi_off, HIGH);
delay(80);
digitalWrite(indi_wifi_off, LOW);
delay(80);
}
// jika wifi sudah terhubung
Serial.print("Connected with IP: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
Serial.println();
Firebase.begin(FIREBASE_HOST, FIREBASE_AUTH);
Firebase.reconnectWiFi(true);
36
36
}
void loop() {
//program loop
if (WiFi.status() == WL_CONNECTED)
{
digitalWrite(indi_wifi_on, HIGH);
digitalWrite(indi_wifi_off, LOW);
}
// lamp1 control
String lamp1;
Firebase.getString(firebaseData, "Lampu_1");
lamp1 = firebaseData.stringData();
if (lamp1 == "0") {
digitalWrite(relay_1, LOW);
}
if (lamp1 == "1") {
digitalWrite(relay_1, HIGH);
}
// lamp2 control
String lamp2;
Firebase.getString(firebaseData, "Lampu_2");
lamp2 = firebaseData.stringData();
if (lamp2 == "0") {
digitalWrite(relay_2, LOW);
}
if (lamp2 == "1") {
digitalWrite(relay_2, HIGH);
}
}
37
37
Lampiran 4. Standar Error
Handphone 1 Jaringan 3G
1. Percobaan 1
( )
0%
2. Percobaan 2
( )
0,31%
3. Percobaan 3
( )
38
38
0%
4. Rata-Rata Error
∑
Sehingga, nilai rata-rata error yang didapatkan setelah melakukan percobaan
sebanyak tiga kali yaitu sebesar 0,11%.
Handphone 1 Jaringan 4G
1. Percobaan 1
( )
0,71%
2. Percobaan 2
( )
39
39
2,11%
3. Percobaan 3
( )
2,80%
4. Rata-Rata Error
∑
Sehingga, nilai rata-rata error yang didapatkan setelah melakukan percobaan
sebanyak tiga kali yaitu sebesar 1,87%.
Handphone 1 Jaringan WLAN
1. Percobaan 1
40
40
( )
0,72%
2. Percobaan 2
( )
1,44%
3. Percobaan 3
( )
0%
4. Rata-Rata Error
∑
41
41
Sehingga, nilai rata-rata error yang didapatkan setelah melakukan percobaan
sebanyak tiga kali yaitu sebesar 6,48%.
Lampiran 5. Standar Error
Handphone 2 Jaringan 3G
1. Percobaan 1
( )
0%
2. Percobaan 2
( )
0%
42
42
3. Percobaan 3
( )
0,92%
4. Rata-Rata Error
∑
Sehingga, nilai rata-rata error yang didapatkan setelah melakukan percobaan
sebanyak tiga kali yaitu sebesar 0,31%.
Handphone 2 Jaringan 4G
1. Percobaan 1
( )
43
43
0,70%
2. Percobaan 2
( )
0,70%
3. Percobaan 3
( )
0,70%
4. Rata-Rata Error
∑
44
44
Sehingga, nilai rata-rata error yang didapatkan setelah melakukan percobaan
sebanyak tiga kali yaitu sebesar 0,7%.
Handphone 2 Jaringan WLAN
1. Percobaan 1
( )
0,72%
2. Percobaan 2
( )
0%
3. Percobaan 3
( )
45
45
0,72%
4. Rata-Rata Error
∑
Sehingga, nilai rata-rata error yang didapatkan setelah melakukan percobaan
sebanyak tiga kali yaitu sebesar 0,48%.
Lampiran 6. Standar Error
Kesimpulan, standar error yang dimiliki alat yaitu:
( )
Sehingga, standar error yang didapatkan setelah menghitung rata-rata error yaitu
sebesar 1,66%
46
46
Lampiran 7. Surat Penyerahan Alat
