Prosiding Seminar Nasional Hasil Penelitian dan Pengabdian dengan tema: ( Inovasi, Teknologi dan Pendidikan Guna Mewujudkan Indoensia Sejahtera di Era Industrialisasi 4.0), 21 Desember 2018, hal: .... ISSN: ...... PROSIDING SEMINAR NASIONAL HASIL PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT (Tema: Inovasi, Teknologi dan Pendidikan Guna Mewujudkan Indonesia Sejahtera di Era Industrialisasi 4.0), 21 Desember 2018, (hal:.....) Artikel Ilmiah (Hasil Penelitian) PROTOTYPE SMART HOME MENGGUNAKAN NODEMCU BERBASIS IOT DAN RFID BERBASIS ARDUINO UNO Ilham Cahyo Wibowo Aji1, Farid Baskoro2, Febi Indriana Fitriasari3 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Surabaya Email : [email protected] ABSTRAK Seiring dengan perkembangan teknologi yang semakin pesat, berbagai penelitian telah dilakukan untuk menunjang hasil riset yang kompleks. Saat ini, kontrol peralatan elektronik dapat dilakukan dengan menggunakan perpaduan antara teknologi informasi dan komputasi yang diterapkan di dalam rumah dengan mengandalkan efisiensi, otomasi perangkat, kenyamanan, keamanan, dan penghematan perangkat elektronik atau biasa disebut dengan Smart Home. Pada jenis koneksi router wifi rumah semua perangkat elektronik dapat dikendalikan hingga jarak 2000 meter, jika jenis koneksi hotspot dari android pengendali hanya dapat dikendalikan hingga jarak 30 meter. RFID dapat membaca tag jika diberi penghalang berupa kertas, plastik, dan duplex, tetapi tidak dapat membaca tag jika diberi penghalang berupa besi dan aluminium. Kata kunci:Smart Home, Nodemcu, RFID, Arduino Uno, blynk ABSTRACT Along with the development of increasingly rapid technology, various studies have been varried cut to supporrt complex research result. At present, electronic equipment control can be done by using a combination of informatic and computing technology that is applied in the home by relying on efficiency, device automation, conveniece, security, and saving electronic devices of commonly called Smart Home. In the type of home wifi router connection all electronic devices can be controlled up to a distance of 2000 meters, if the type of hotspot connection from the Android controller can only be controlled up to a distance 30 metes. RFID can read the tag if given a barrier in the form of paper, plastic, and duplex, but cannot read the tag if given a barrier in the form of iron and aluminium. Keyword:Smart Home, Nodemcu, RFID, Arduino Uno, blynk PENDAHULUAN Rumah atau biasa yang disebut dengan papan merupakan salah satu kebutuhan primer manusia. Seiring dengan berkembanganya teknologi, saat ini banyak sistem otomasi yang yang diaplikasikan pada perangkat-perangkat yang ada di dalam rumah. Di lain sisi, 1 kebutuhan manusia akan listrik sangat tinggi. Bisa dikatakan bahwa, manusia tidak dapat hidup dengan nyaman tanpa listrik. Hampir seluruh perangkat rumah tangga menggunakan listrik, seperti kipas angin, kulkas, televisi, rice cooker, dan lain sebagainya. Namun sangat disayangkan, dengan adanya global warming yang telah terjadi membuat listrik Prototype Smart Home, Ilham Cahyo Wibowo Aji terbilang mahal. Berbagai riset telah dilakukan untuk menghemat konsumsi listrik salah satu diantaranya adalah kompleks perumahan yang menerapkan teknologi smart home yang bertujuan untuk lebih mengefisiensikan pemakaian listrik di rumah. Pada sistem Smart Home penggunaan listrik akan diatur sedemikian rupa sehingga meningkatkan efisiensi penggunaan listrik. Untuk mengaktifkan perangkat elektronik yang ada di rumah biasanya perlu menekan suatu tombol atau saklar. Hal ini, kadang membutuhkan waktu yang tidak efisien. Penggunaan tombol atau saklar juga membutuhkan suatu aksi seperti menuju ke tempat tombol atau saklar itu berada yang tentunya memerlukan waktu dan tenaga lebih. Ditambah lagi, apabila kondisi seseorang tersebut tidal memungkinkan untuk melakkan kegiatan fisik, seperti para difabel atau kondisi badan seseorang tersebut yang lelah maupun sakit, hal tersebut merupakan sesuatu yang sulit dilakukan. Dengan memperhatikan kondisi seseorang yang telah disebutkan, maka dilakukan pengembangan terhadap kemudahan penggunaan peralatan dalam rumah yang biasa disebut rumah cerdas atau smart home. Rumah Cerdas (Smart Home) adalah aplikasi gabungan antara teknologi dan pelayanan yang dikhususkan pada lingkungan rumah dengan fungsi tertentu yang bertujuan meningkatkan keamanan, efisiensi dan kenyamanan penghuninya. Sistem smart home biasanya terdiri dari perangkat monitoring, perangkat kontrol dan otomatis ada beberapa perangkat yang dapat di akses menggunakan komputer [4]. Pendapat lain mengatakan bahwa, rumah pintar (Smart Home) merupakan sebuah aplikasi yang dirancang dengan berbantuan komputer yang akan memberikan kenyamanan, keamanan dan penghematan energi yang berlangsung secara otomatis sesuai dengan kendali pengguna dan terprogram melalui komputer pada gedung atau tempat tinggal kita [5]. Pada pengembangan sistem smart home, masukan sebagai perintah untuk unit kontrol smart home didasarkan pada sensor sehingga dihasilkan sistem otomasi dalam pengendalian peralatan rumah dengan kontrol yang sangat kecil atau bahkan tidak melakukan kontrol sama sekali dari user atau manusia penghuni rumah.Seperti halnya, lampu ruangan akan menyala secara otomatis, kipas angin akan bekerja sesuai dengan kondisi suhu ruang dan perangkat pengusir nyamuk akan bekerja secara otomatis [6]. Pada hakikatnya, rumah berfungsi sebagai tempat untuk beristirahat setelah beraktivitas, dan bercengkrama bersama keluarga. Namun pada era seperti saat ini, realitasnya sering kali rumah hanya dijadikan tempat tidur pada malam hari dan ditinggal pemiliknya pada pagi hari sehingga membuat rumah dalam keadaan kosong atau tidak berpenghuni dalam waktu yang cukup lama. Dengan keadaan rumah yang sering ditinggal oleh pemiliknya, membuat rumah rentan terhadap bahaya, baik itu bahaya keamanan maupun keslamatan terhadap barang-barang yang ada dalam rumah. 2 Prosiding Seminar Nasional Hasil Penelitian dan Pengabdian dengan tema: ( Inovasi, Teknologi dan Pendidikan Guna Mewujudkan Indoensia Sejahtera di Era Industrialisasi 4.0), 21 Desember 2018, hal: .... ISSN: ...... Hal ini bisa dilihat dari banyaknya kasus pencurian dan kebakaran pada rumah kosong yang ditinggal pemiliknya [1]. Sibuknya pemilik rumah untuk menjaga dan merawat rumah tersebut membuat peralatan-peralatan listrik yang terpasang menjadi cepat rusak dan boros energi, seperti lampu yang sering dinyalakan pada saat pemilik rumah meninggalkan rumah dengan maksud agar rumah tidak terihat kosong sehingga rumah aman dari pencurian, namun kenyataannya hal ini tidak berpengaruh terhadap aksi pencurian. Fakta yang ada di lapangan menunjukkan bahwa sudah banyak perumahan yang menggunakan konsep smart home dalam desainnya. Dimana setiap pemilik rumah nantinya akan medapatkan sebuah PIN pribadi untuk mengakses perangkat elektronik di rumah mereka. Konsep samrt home tidak hanya mendukung gaya hidup yang lebih praktis, aman, dan nyaman, tetapi juga menjadikan penggunaan listrik lebih efisien dan tepat guna, karena disesuaikan dengan jadwal dan kebiasaan pemilik rumah. Selain itu dalam segi edukasi, smart home membuat masyarakat tidak buta akan teknologi yang sedang berkembang saat ini. Di kota-kota besar tentunya smart home dapat diterapkan lebih optimal dibanding daerah terpencil. Faktornya jelas, yaitu di kota-kota besar ditunjang oleh berbagai infrastruktur seperti jaringan listrik, jaringan internet yang lebih stabil. Pendekatan Penelitian Pendekatan dalam penelitian ini adalah pendekatan kuantitatif, karena melakukan pengamatan pada projek guna mengumpulkan data-data berupa angka yang diperlukan dalam penelitian. Tahapan Penelitian Penelitian ini dilakukan berdasarkan tahapan-tahapan penting yang dikerjakan dengan berorientasikan kepada indikator keberhasilan dalam menghubungkan RFID dengan Arduino dan lampu teras, lampu dalam, lampu garasi dan pintu garasi dengan module wifi Nodemcu. Adapun diagram alur ditunjukan pada Gambar dibawah: METODE Gambar Diagram Alir Tahapan Penelitian 3 MULAI Studi Literatur Pengumpulan Alat dan Bahan Penentuan Komponen Pembuatan Dan Perancangan Alat Pengaturan Sistem Tidak Pengujian Alat Ya Analisis Dan Pembahasan SELESAI Prototype Smart Home, Ilham Cahyo Wibowo Aji Berikut ini merupakan penjelasan dari diagram alur tahapan penelitian: 1. Studi Literatur, melakukan pencarian terhadap berbagai sumber tertulis, baik berupa buku, artikel, jurnal, atau dokumen-dokumen lain yang relevan dengan permasalahan yang dikaji. 2. Setelah melakukan studi literatur, langkah selanjutnya adalah pengumulan alat dan bahan yang akan digunakan untuk membuat projek. 3. Selanjutnya adalah penentuan letak komponen-komponen pada projek. 4. Setelah melakukan langkah penentuan komponen, tahapan yang harus dilakukan selanjutnya adalah pembuatan dan perancangan projek. Mulai dari memotong duplex dan menyusunnya menjadi prototype rumah sampai dengan pemasangan Arduino Uno, Nodemcu, RFID pada bearboard serta pemasangan jalurjalur menggunakan kabel female to female. 5. Setelah selesai pembuatan dan perancangan projek, hal selanjutnya yang harus dikerjakan adalah pengaturan sistem, maksudnya adalah membuat program yang akan dipload pada projek. Program tersebut dibuat pada software Arduino IDE. 6. Setelah program diupload pada projek, perlu dilakukan pengujian alat, apakah program sudah sesuai dengan rancangan sebelumnya atau belum. Selain itu pada pengujian alat, kita dapat melihat apakah komponenkomponen yang disusun telah berada pada tempat yang sesuai dan tidak mengganggu komponen lain atau belum. 7. Jika pada tahap pengujian alat sudah sesuai dengan rancangan sebelumnya (YA), maka dapat melajutkan ke tahap berikutnya yaitu analisis dan pembahasan. Pada tahap ini, dilakukan pengujian terhadap beberapa komponen yang terpasang misalnya pengujian terhadap Nodemcu dan RFID. Dimana pada pengujian Nodemcu tersebut, terdapat dua indikator yang digunakan yaitu Wifi rumah dan hotspot dari hp. Analisis dilakukan dengan menggunakan jarak 1-2000 m apakah dalam rentan jarak sedemikian, projek akan tetap memberikan respon yang diinginkan atau tdak. Jadi pada tahap analisis dan pembahasan ini, kita dapat mengetahui jarak paling jauh yang dapat dijangkau projek untuk memberikan respon yang diinginkan. 8. Jika pada tahap pengujian alat belum sesuai dengan rancangan sebelumnya atau tedapat beberapa hal yang masih tidak sesuai (TIDAK), maka dapat kembali ke tahapan pembuatan dan peracangan alat dan dilanjutan ke tahap selanjutnya, maksudnya adalah melakukan pemeriksaan ulang semua yang ada pada tahap tersebut. Hal ini memungkinkan ditemukannya sedikit langkah yang terlewat, baik komponen yang tidak terpasang dengan tepat (longgar pada bearboard) maupun yang lainnya. 9. Setelah data-data sudah terkumpul dalam tahap analisis dan pembahasan maka berakhirlah tahapan penelitian. 4 Prosiding Seminar Nasional Hasil Penelitian dan Pengabdian dengan tema: ( Inovasi, Teknologi dan Pendidikan Guna Mewujudkan Indoensia Sejahtera di Era Industrialisasi 4.0), 21 Desember 2018, hal: .... ISSN: ...... Alat dan Bahan Dalam perencanaan dan pembuatan sistem smart home menggunakan arduino uno dan module wifi nodemcu, perancangan perangkat keras meliputi pembuatan model pemasangan RFID, buzzer, lampu led putih, merah dan hijau, motor servo serta peletakan power supply, arduino uno dan nodemcu. Bahan yang digunakan meliputi : a. Perangkat Keras 1. Arduino Uno 2. Nodemcu 3. Power Supply 5V DC 4. RFID RC522 5. Motor servo 6. Buzzer 7. Bearboard 8. Lampu led merah 9. Lampu led hijau 10. Lampu led putih b. Software yang digunakan untuk pembuatan sistem : 1. Arduino IDE 1.8.5 digunakan untuk memprogram yang akan ditanamnkan pada Arduino Uno dan Nodemcu Perancangan Hardware Dalam perancangan hardware ditunjukan pada Gambar dibawah : Gambar Perancangan Hardware Dalam perancangan hardware diatas dimana pemasok listrik pada nodemcu adalah power supply dengan tegangan output sebesar 5V yang dihubungkan ke pin Vin pada module wifi nodemcu agar alat bisa bekerja dengan semestinya, karena output dari nodemcu sebesar 3V sedangan motor servo membutuhkan input sebesar 5V sehingga harus menggunakan power supply. Berikut ini merupakan tabel yang menjelaskan lebih detail sambungan antar komponen [2]. No 1 2 3 4 5 Tabel 1. Sambungan komponen ke Nodemcu Nama Disambungkan Komponen PIN ke pin . Nodemcu LED + D0 Teras GND LED + D1 Ruang GND Tamu LED + D2 Garasi GND Servo + 5V Garasi GND siny D8 al Prototype Smart Home, Ilham Cahyo Wibowo Aji Tabel 2. Sambungan komponen ke Arduino Uno No Nama Disambungkan Komponen PIN ke pin Arduino . Uno 1 RFID 3.3 V 3.3 V RST D9 GND GND MISO D12 MOSI D11 SCK D13 SDA D10 2 LED Hijau + D5 GND 3 LED + D4 Merah GND Buzzer + D2 GND 4 Servo + 5V Pintu GND siny D3 al Desain Miniatur Rumah Desain posisi power supply, lampu, RFID, motor servo, arduino uno dan nodemcu ditunjukan pada gambar dibawah : Gambar desain miniatur rumah tampak depan Gambar miniatur rumah tampak samping Gambar miniatur rumah ketika fitur smarthome diaktifkan Pada gambar tersebut dapat diketahui bahwa yang dapat dikontrol yaitu lampu teras, lampu dalam, lampu garasi, dan motor servo untuk membuka pintu garasi. Sedangkan motor servo pintu rumah dikontrol oleh RFID berbasis Arduino Uno. Pengujian Alat Untuk sistem nodemcu, dimulai dengan menghubungkan nodemcu dengan wifi rumah agar terhuung ke server blynk selanjutnya android terhubung ke server blynk dengan aplikasi blynk menggunakan data internet, setelah terhubung langkah selanjutnya pilih perintah apa yang ingin dikendalikan, lampu teras, lampu dalam, lampu garasi atau membuka pintu garasi. Untuk perancangan sistem pada nodemcu ditunjukan pada Gambar dibawah : 6 Prosiding Seminar Nasional Hasil Penelitian dan Pengabdian dengan tema: ( Inovasi, Teknologi dan Pendidikan Guna Mewujudkan Indoensia Sejahtera di Era Industrialisasi 4.0), 21 Desember 2018, hal: .... ISSN: ...... MULAI Perintah On/Off Nodemcu e-ktp atau RFID Card maupun RFID Tag, langkah selanjutnya mendekatkan e-ktp ke RFID, jika ID terdaftar maka lampu hijau akan menyala dan buzzer berbunyi sehingga pintu terbuka. Untuk perancangan sistem pada RFID ditunjukan pada Gambar dibawah : Aplikasi Blynk MULAI Tidak Scan ID pada RFID Koneksi Berhasil Ya Lampu menyala dan Motor Servo bergerak SELESAI Gambar Perancangan Sistem Pada Nodemcu Berikut ini merupakan penjelasan dari diagram alur perancangan sistem pada Nodemcu: 1. Perintah ON/OFF akan diproses ke dalam Nodemcu, jika perintah tersebut telah didefinisikan sebelumnya maka akan masuk ke dalam aplikasi blynk. 2. Apabila koneksi berhasil maka lampu akan menyala hijau dan motor servo akan bergerak sehingga akan membuka pintu garasi. 3. Apabila koneksi belum berhasil, maka akan kembali ke proses dalam apikasi blynk. Dan akan terus diproses sampai koneksi berhasil Untuk sistem RFID, dimulai dengan menghubungkan RFID ke Arduino Uno, selanjutnya melakukan scanning ID pada 7 Tidak Tampilkan ID Tag Jika ID terdaftar Ya Motor servo terbuka SELESAI Gambar Perancangan Sistem Pada Nodemcu Berikut ini merupakan penjelasan dari diagram alur tahapan perancangansistem pada RFID : 1. Langkah awal adalah melakukan scan E-KTP pada RFID dengan menggunkan software Arduino IDE. 2. Apabila berhasil, maka akan muncul ID E-KTP pada Arduino IDE dan ID tersebut dapat di copy ke progam Arduino yang telah dibuat. Jika ID tidak terdeteksi, maka disarankan untuk mencari E-KTP lain dan melakukan scan ulang sampai ID E-KTP terdeteksi. Prototype Smart Home, Ilham Cahyo Wibowo Aji 3. Setelah itu, upload progam ke Arduino IDE lalu lakukan pengujian pada projek. Jika berhasil maka motor servo akan terbuka dan otomatis pintu rumah akan terbuka. 1 2 3 4 5 Gambar Tampilan Aplikasi Blynk HASIL Hasil Pengujian Nodemcu Pada pengujian lampu teras, lampu dalam, lampu garasi, dan motor servo garasi meggunakan nodemcu dilakukan sebanyak 5 kali pengujian dengan jarak 1 meter hingga 2000 meter dengan kondisi menggunakan koneksi wifi rumah atau router dan menggunakan hotspot dari android pengendali. Tabel 3. Hasil Pengujian Nodemcu Jarak 1-2000 Meter No Jarak Jenis Kondisi Kondisi . Koneksi Lampu Pintu Garasi 1 – 20 Wifi Meter Rumah Hotspot 21 – 40 Wifi Meter Rumah Hotspot 41 – Wifi 160 Rumah Meter Hotspot 161 – Wifi 1000 Rumah Meter Hotspot 1001 Wifi – Rumah 2000 Hotspot Meter On On On On On On Off On Off On Off On Off On Off On Off On Off Off Dalam hasil percobaan Nodemcu dilakukan sebanyak 5 kali pengujian yang ditampilkan tabel 3 dimana dari hasil percobaan terdapat dua jenis koneksi yaitu menggunakan koneksi wifi rumah atau router dan hotspot dari android pengendali. Pada jarak 1 – 20 meter lampu dapat menyala dan pintu dapat membuka serta menutup dengan baik pada jenis koneksi wifi rumah maupun hotspot. Pada jarak 40 - 2000 jenis koneksi wifi rumah, lampu dan pintu dapat bekerja dengan baik. Sedangkan jenis koneksi hotspot dari android pengendali, lampu dan pintu tidak dapat dikendalikan, mengingat jarak maksimal hotspot untuk menjangkau area hanya mencapai radius 25 - 30 meter tergantung dari tipe sistem wifi pada android [7]. Sehingga semua peralatan elektronik dapat dikendalikan melalui android selama nodemcu terhubung dengan wifi dan android pengendali terhubung dengan jaringan data agar dapat tersambung ke server dari aplikasi blynk. 8 Prosiding Seminar Nasional Hasil Penelitian dan Pengabdian dengan tema: ( Inovasi, Teknologi dan Pendidikan Guna Mewujudkan Indoensia Sejahtera di Era Industrialisasi 4.0), 21 Desember 2018, hal: .... ISSN: ...... Hasil Pengujian RFID Pada pengujian RFID berbasis Arduino Uno dilakukan sebanyak 5 kali pengujian dengan kondisi jenis penghalang yang berbeda-beda dengan tujuan melihat pengaruh tag dari setiap kondisi. Setiap tag akan dilakukan pengujian dengan dihalangi lima bahan yaitu kertas, plastik, duplex, besi dan aluminium. Tabel 4. Hasil Pengujian RFID Dengan Penghalang No. Jenis Kondisi RFID Penghalang 1 Kertas Terbaca 2 Plastik Terbaca 3 Duplex Terbaca 4 Besi Tidak Terbaca 5 Aluminium Tidak Terbaca Dari hasil pengujian dilakukan pada jarak 5cm dengan ketebalan penghalang yang berbeda-beda dari masing-masing bahan. Dari hasil pengujian disimpulkan bahwa RFID Tag dapat terbaca ketika penghalangnya berupa kertas, plastik, duplex dan cermin, namun tidak dapat terbaca apabila diberikan penghalang besi dan aluminium. SIMPULAN Berdasarkan hasil perancangan dan analisa sistem yang dirancang, maka kesimpulan dari prototype smart home yaitu dapat diuraikan sebagai berikut : Dalam Perancangan prototype smart home menggunakan Aplikasi Blynk dan nodemcu sebagai pengendali lampu serta pintu garasi dan menggunakan RFID sebagai pengendali pintu rumah. 9 Lampu dapat dengan mudah dinyalakan dan dimatikan serta pintu garasi juga dengan mudah dibuka dan ditutup dimana saja selagi nodemcu dan android pengendali terhubung dengan jaringan internet agar tersambung ke server dari aplikasi blynk, sehingga lebih mudah dalam penggunaannya. Sistem pembuka pintu menggunakan RFID, tag RFID untuk membuka pintu bisa menggunakan e-ktp sehingga selain e-ktp pemilik rumah atau yang tidak terdaftar dalam sistem RFID akan ditolak atau pintu tidak akan membuka. RFID tidak dapat terbaca apabila diberi penghalang berupa besi dan aluminum. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan Terima Kasih diberikan kepada dosen mata kuliah rangkaian digital Farid Baskoro S.T., M.T. dan teman-teman khususnya Febi Indriana Fitriasari yang telah memberikan dukungan financial terhadap penelitian ini. DAFTAR RUJUKAN [1] Arafat, 2017. Desain dan Implementasi Sistem Smart Home Berbasis Wifi. [2] Baskoro, F., 2018. Development of Radar and Navigation Radar Modules As A Learning Media Radar Course And Navigation In The Department Of Electrical Engineering, UNESA. INAJEEE: Indonesian Journal of Electrical and Electronics Engineering, 1(1), pp.12-18. [3] Batrinu Catalin. 2017. ESP8266 Home Automation Projects: Leverage the power of this tiny Wifi chip to build exciting smart home projects. Prototype Smart Home, Ilham Cahyo Wibowo Aji Brimingham, United Kingdom: Livery Place. [4] Yurnama, Tri Fajar. 2009. Perancangan Software Aplikasi Pervasive Smart Home. [4] Masykur, Fauzan, dkk. 2016. Aplikasi Rumah Pintar (Smart Home) Pengendali Peralatan Elektronik Rumah Tangga Berbasis Web. [5] Seneviratne, Pradeeka. 2018. HandOn Internet of Things With Blynk. Brimingham, United Kingdom . [6] Kurnianto, Danny, dkk. 2016 Perancangan Pengendali Sistem Otomasi pada Smart Home Menggunakan Modul Arduino UNO. [7] https://www.quora.com/How-far-doesa-mobile-phone-WiFi-hotspot-reach. Diakses pada tanggal 8 Desember 2018. 10