BAB II LANDASAN TEORI

BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Gambaran Umum
Sebuah Smart Home (kadang-kadang disebut sebagai Smart House atau
eHome) adalah salah satu yang memiliki sistem otomatis yang sangat canggih
untuk mengontrol pencahayaan dan suhu, peralatan multi-media untuk
memantau dan mengaktifkan aparat keamanan (alarm dan peringatan) terkait
dengan jendela dan pintu dan banyak fungsi lainnya. Sebuah Smart Home
muncul "cerdas" karena sistem komputer dapat memantau banyak aspek
kehidupan sehari-hari. Misalnya, kulkas mungkin dapat persediaan isinya
sendiri, menyarankan menu, merekomendasikan alternatif yang sehat, dan
merapikan bahan makanan. Sistem Smart Home mungkin bahkan mengurus
membersihkan kotak sampah kucing dan menyiram tanaman.
Ide dari rumah pintar kadang-kadang tampaknya seperti sesuatu dari
Hollywood. Seperti dalam film Smart Home pada tahun 1999 yang menyajikan
cerita lucu dari keluarga Amerika yang memenangkan "House of The Future",
lengkap dengan pembantu android yang membuat kekacauan. Film lain
menunjukkan visi fiksi ilmiah teknologi rumah pintar itu, untuk sebagian besar,
tampaknya agak mustahil. Namun, teknologi rumah pintar adalah nyata dan
menjadi sinyal semakin canggih dan hari ini kode sedang dikirim melalui kabel
rumah untuk switch dan outlet diprogram untuk mengoperasikan peralatan dan
6
http://digilib.mercubuana.ac.id/
7
perangkat elektronik di setiap bagian rumah. Dan semakin otomatisasi rumah ini
membuktikan menjadi sangat berguna untuk orang tua dan yang ingin hidup
mandiri.
2.2 Perangkat Keras (Hardware)
Perangkat keras atau yang biasa kita sebut hardware adalah bentuk fisik dari
komponen-komponen, seperti mikrokontroller, sensor, kabel jumper, LED, dan
lain-lain. Dan perangkat keras yang dipakai dipenelitian ini adalah:
2.2.1
Arduino
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open
source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip
mikrokontroler
dengan
jenis
AVR
dari
perusahaan
Atmel.
Mikrokontroler itu sendiri adalah chip atau IC (integrated circuit) yang
bisa diprogram menggunakan komputer. Tujuan menanamkan program
pada mikrokontroler adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca
input, memproses input tersebut dan kemudian menghasilkan output
sesuai yang diinginkan. Jadi mikrokontroler bertugas sebagai ‘otak’ yang
mengendalikan input, proses dan output sebuah rangkaian elektronik.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
8
Gambar 2.1 Arduino MEGA
Mikrokontroler ada pada perangkat elektronik di sekeliling kita.
Misalnya
handphone,
MP3
player,
DVD,
televisi,
AC,
dll.
Mikrokontroler juga dipakai untuk keperluan mengendalikan robot. Baik
robot mainan, maupun robot industri. Karena komponen utama Arduino
adalah
mikrokontroler,
maka
Arduino
pun
dapat
diprogram
menggunakan komputer sesuai kebutuhan kita.
 Hal-hal yang dapat dilakukan Arduino
Kegunaan Arduino tergantung kepada kita yang membuat program.
Arduino bisa digunakan untuk mengontrol LED, bisa juga digunakan
untuk mengontrol helikopter. Contoh yang sudah pernah dibuat adalah
MP3 player, pengontrol motor, mesin CNC, monitor kelembaban tanah,
pengukur jarak, penggerak servo, balon udara, pengontrol suhu, monitor
energi, statiun cuaca, pembaca RFID, drum elektronik, GPS logger,
monitoring bensin dan masih banyak lagi.

Kelebihan Arduino
http://digilib.mercubuana.ac.id/
9
Tidak perlu perangkat chip programmer karena di dalamnya sudah
ada bootloader yang akan menangani upload program dari komputer.
Sudah memiliki sarana komunikasi USB, sehingga pengguna Laptop
yang tidak memiliki port serial/RS323 bisa menggunakan nya. Bahasa
pemrograman relatif mudah karena software Arduino dilengkapi dengan
kumpulan library yang cukup lengkap. Memiliki modul siap pakai
(shield) yang bisa ditancapkan pada board Arduino. Misalnya shield
GPS, Ethernet, SD Card, dll.
 Bahasa Pemrograman Arduino
Bahasa pemrograman Arduino adalah bahasa C. Tetapi bahasa ini
sudah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana sehingga
pemula pun bisa mempelajarinya dengan cukup mudah.
2.2.2
Arduino Ethernet Shiled
Arduino Ethernet shiled menghubungkan Arduino ke internet dalam
hitungan menit. Hanya pasang modul ini ke papan Arduino, hubungkan
ke jaringan melalui kabel RJ45 dan mengikuti instruksi sederhana.
Seperti biasa dengan Arduino, setiap elemen dari platform - perangkat
keras, perangkat lunak dan dokumentasi - tersedia secara bebas dan open
source.Arduino Ethernet ini memerlukan tegangan 5V memiliki
kecepatan koneksi 10/100Mb dengan Koneksi Arduino pada port SPI.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
10
Gambar 2.2 Arduino Ethernet Shield
Arduino Ethernet shield memungkinkan sebuah papan Arduino
untuk menghubungkan ke internet. Hal ini didasarkan pada W5100
Wiznet Chip ethernet. Pada W5100 Wiznet menyediakan jaringan (IP)
yang mampu baik TCP (transmission control protocol) dan UDP (user
datagram protocol). Mendukung hingga empat koneksi soket simultan.
Ethernet shield dihubungkan ke sebuah papan Arduino. dimaksudkan
untuk membuat tata letak pin utuh dan memungkinkan shield lain untuk
ditumpuk di atas.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
11
Gambar 2.3 Blok diagram chip W5100
Shield Ethernet memiliki koneksi RJ45 standar, dengan trafo garis
terintegrasi dan Power over Ethernet diaktifkan. Ada sebuah micro-SD
onboard, slot kartu, yang dapat digunakan untuk menyimpan file untuk
melayani melalui jaringan. Shield ini juga terdapat tombol reset, untuk
memastikan bahwa modul W5100 Ethernet benar dijalankan pada
keadaan hidup. Revisi sebelumnya perisai tidak kompatibel dengan
Mega dan harus secara manual direset ulang setelah Ethernet shield
menyala.
Ethernet shield saat ini memiliki Power over Ethernet (PoE) modul,
dirancang untuk mengekstrak daya dari Kategori kabel twisted pair 5
konvensional Ethernet:
http://digilib.mercubuana.ac.id/
12
 IEEE802 .3 af
 Low output ripple and noise (100mVpp)
 Masukan rentang tegangan 36V ke 57V
 Overload dan pendek sirkuit perlindungan
 9V output
 Efisiensi tinggi DC / DC converter: typ 75% beban @ 50%
 1500V isolasi (input ke output)
Arduino berkomunikasi dengan baik W5100 dan kartu SD
menggunakan bus SPI (melalui header ICSP). Ini adalah pada pin
digital, 11 12 dan 13. Pada kedua papan, pin 10 digunakan untuk
memilih W5100 dan pin 4 untuk kartu SD. Pin ini tidak dapat digunakan
untuk I/O. Perlu diperhatikan bahwa karena chip W5100 dan kartu SD
bus SPI, hanya bisa satu yang dapat aktif pada satu waktu. Shield ini
menyediakan standar ethernet RJ45 jack, Tombol reset pada arduino
Ethernet shield baik di chip W5100 dan Arduino dapat terintegrasi.
Shield berisi sejumlah informasi LED:
 PWR: menunjukkan bahwa arduino dan ethernet shield dalam
keadaan menyala
 LINK: menunjukkan adanya hubungan jaringan dan berkedip
ketika Ethernet shield mentransmisikan atau menerima data
 FULLD: menunjukkan bahwa koneksi jaringan full duplex
http://digilib.mercubuana.ac.id/
13
 100M: menunjukkan adanya koneksi 100 Mb/s jaringan (sebagai
lawan dari 10 Mb/s)
 RX: berkedip ketika perisai menerima data
 TX: berkedip ketika perisai mengirimkan data
 Coll: berkedip ketika tabrakan jaringan terdeteksi
Jumper
solder
ditandai
"INT",
dapat
dihubungkan
yang
memungkinkan arduino untuk menerima pemberitahuan kejadian
interruptdriven dari W5100, tapi ini tidak didukung oleh library
Ethernet. Jumper menghubungkan pin INT dari W5100 ke pin digital 2
dari Arduino.
2.2.3
Kabel RJ45
Kabel RJ45 atau biasa disebut kabel ethernet adalah kabel yang
biasa digunakan untuk kabel jaringan khususnya jaringan internet.
Bicara soal jaringan internet, kecepatan komunikasi dari kabel RJ45 bisa
mencapai 10/100 MBps. Didalam Kabel RJ45 terdapat 8 kabel yang
berwarna, orange, putih garis orange, hijau, putih garis hijau, biru, putih
garis hijau, coklat, dan putih garis coklat. Untuk komunikasi antara
client (komputer) ke jaringan (standartnya) terbagi menjadi 2, yaitu
hubungan straight dan hubungan cross. Yang membedakannya hanya
urutan warna-warna pada kabel RJ45 saja. Untuk hubungan straight
biasa digunakan untuk hubungan antara komputer dengan switch atau
http://digilib.mercubuana.ac.id/
14
hub dan hubungan cross untuk hubungan antara switch hub dengan
switch hub.
Gambar 2.4 Konfigurasi kabel RJ45 straight dan cross
2.2.4
Switch Hub dan Router
Biasa didengar dan dipakai pada dunia internet, hub switch dan
router memegang peranan penting dalam dunia tersebut. Hub switch
adalah perangkat yang digunakan untuk interkoneksi LAN yang dapat
dihubungkan ke internet. Tetapi switch hub memiliki kekurangan yaitu
perlu perangkat tambahan untuk melakukan koneksi secara wireless.
Gambar 2.5 Switch Hub (kiri) dan Router (kanan)
http://digilib.mercubuana.ac.id/
15
Berbeda dengan router, router adalah perangkat yang digunakan
untuk menghubungkan jaringam internet dari 1 kabel jaringan internet
hingga dapat tersambung ke 2-5 komputer dan biasanya sudah terdapat
wireless. Kekurangannya,sama dengan hub switch, router hanya sebagai
pembagi jaringan internet dan misal bandwidth yang didapat dari
jaringan internet sebesar 1 Mbps maka apabila router terkoneksi dengan
5 komputer maka 1 Mbps dibagi menjadi 5 maka 1 komputer hanya
mendapat rata-rata 200 Kbps.
2.2.5
Modul Relay
Relay dikenal sebagai komponen yang dapat mengimplementasikan
logika switching. Relay yang paling sederhana ialah relay elektromekanis
yang memberikan pergerakan mekanis saat mendapatkan energi listrik.
Secara sederhana relay elektromekanis ini didefinisikan sebagai Alat
yang menggunakan gaya elektromagnetik untuk menutup (atau
membuka) kontak saklar atau Saklar yang digerakkan (secara mekanis)
oleh daya/energi listrik. atau pada umum-nya relay adalah komponen
elektronika berupa saklar elektronik yang digerakkan oleh arus listrik.
Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada
batang besi (solenoid) di dekatnya.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
16
Gambar 2.6 Modul Relay
2.2.6
Raspberry Pi
Raspberry Pi adalah sebuah komputer papan tunggal (single-board
computer) atau SBC berukuran kartu kredit. Ia merupakan komputer
yang lengkap dan dari penampilannya (tanpa kotak) seolah mainan bagi
penggemar (hobi) utak-atik elektronik. Sejatinya Raspberry Pi telah
dilengkapi dengan semua fungsi layaknya sebuah komputer lengkap,
menggunakan SoC
(System-on-a-chip) ARM
yang
dikemas
dan
diintegrasikan diatas PCB (papan sirkuit) dengan dimensi 5.5cm x 8.5cm
dan ketinggian 2cm. Sifatnya yang kompak, lengkap, multi-guna, mudah
dioperasikan dan didukung oleh komunitas yang aktif dari seluruh dunia,
merupakan kunci dari suksesnya Raspberry Pi.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
17
Dengan harga yang terjangkau, mesin kecil yang sepenuhnya
dibangun dengan semangat Open Source dan ditenagai oleh sistem
operasi Linux ini, dalam waktu singkat telah digandrungi oleh lebih dari
satu juta pengguna, baik untuk pengembangan hobi, maupun untuk
merealisasikan project profesional.
Gambar 2.7 Raspberry Pi 2
Sebagai sebuah IoT (Internet of Things), dengan cepat dan mudah
Raspsberry Pi dapat start-up dan berselancar di internet, atau untuk
menulis program seperti layaknya sebuah kit pengembangan SDK
(Software Development Kit) untuk alat tersebut, untuk mengontrol
perangkat eksternal atau menjalankan robot dan seperti tujuan awal dari
project Raspsberry Pi ini, yaitu untuk membangkitkan daya tarik bagi
anak-anak sekolahan agar aktif menggeluti dunia teknologi informatika.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
18
Gambar 2.8 Raspberry Pi & Accessoris
2.3 Perangkat Lunak
Perangkat Lunak atau biasa disebut dengan software adalah istilah umum
untuk data yang diformat dan disimpan secara digital, Dengan kata lain, bagian
sistem komputer yang tidak berwujud. Istilah ini berbeda dengan perangkat keras
komputer. Dan perangkat lunak yang dipakai didalam penelitian ini adalah :
2.3.1
Arduino Sketch
Adalah software yang digunakan Arduino untuk menulis suatu
program. Ini adalah unit kode yang diupload dan dijalankan pada papan
Arduino. Bahasa yang dipakai adalah bahasa C. Banyak penelitian yang
sudah menggunakan arduino dan hampir semuanya mengunakan arduino
sketch sebagai tempat untuk m enulis program dan meng-upload nya ke
http://digilib.mercubuana.ac.id/
19
arduino. Ada 2 versi yang dipakai untuk menulis program yaitu arduino
sketch dan processing. Tapi fungsi dan bahasa yang dipakai sama.
Gambar 2.9 Arduino Sktech
2.3.2
PuTTY
PuTTY adalah sebuah program open source yang dapat Anda
gunakan untuk melakukan protokol jaringan SSH, Telnet dan Rlogin.
Protokol ini dapat digunakan untuk menjalankan sesi remote pada
sebuah komputer melalui sebuah jaringan, baik itu LAN, maupun
internet. Program ini banyak digunakan oleh para pengguna komputer
tingkat
menengah
ke
atas,
yang
biasanya
http://digilib.mercubuana.ac.id/
digunakan
untuk
20
menyambungkan, mensimulasi, atau mencoba berbagai hal yang terkait
dengan jaringan. Program ini juga dapat Anda gunakan sebagai tunnel di
suatu jaringan.
Gambar 2.10PuTTY
http://digilib.mercubuana.ac.id/