1 PERANCANGAN SISTEM KONTROL LISTRIK MENGGUNAKAN

PERANCANGAN SISTEM KONTROL LISTRIK MENGGUNAKAN
MIKROKONTROLER ARDUINO ETHERNET SHIELD
SKRIPSI
Oleh
Hafizh Fiisabilillah
1501168295
Cipta Alif Mahardhika
1501195913
Khoirul Iman Pranadi
1501200794
Kelas/Kelompok : L301/7
School of Computer Science
Universitas Bina Nusantara
Jakarta
2015
1
2
PERANCANGAN SISTEM KONTROL LISTRIK MENGGUNAKAN
MIKROKONTROLER ARDUINO ETHERNET SHIELD
Hafizh Fiisabilillah1; Cipta Alif Mahardhika2; Khoirul Iman
Pranadi3; Alfonsus Bram Radityo Nugroho,S.Kom,M.TI4
Jurusan Teknik Informatika, Fakultas Computer Science, Universitas Bina Nusantara
Jl. Kebon Jeruk Raya No. 27, Kebon Jeruk, Jakarta Barat 11530
[email protected], [email protected], [email protected]
ABSTRAK
Di era kemajuan teknologi saat ini menuntut berbanding lurus dengan tingkat
kesibukan masyarakat modern yang sangat tinggi karena itu kebutuhan akan
mobilitas juga sangat penting. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut perlu
dirancang alat untuk mengontrol sistem listrik yang berbasis mikrokontroler dan
merancang aplikasi Android sebagai media perantara komunikasi user dengan alat
mikrokontroler. Sistem kontrol listrik ini bermanfaat bagi user untuk memudahkan
user dalam mengendalikan alat-alat listrik di rumah secara otomatis melalui
aplikasi smartphone tanpa harus menekan stop kontak yang berada di rumah dan
dapat memudahkan user memonitoring biaya pemakaian listrik. Pembuatan sistem
ini menggunakan metode waterfall incremental. Sistem ini dapat berjalan
mengontrol listrik tanpa menggunakan server, tetapi menggunakan socket sebagai
penggantinya. Aplikasi android pada sistem ini diberi nama AppCE (Application
of Controling Electric). Aplikasi pada sistem ini terkoneksi dengan mikrokontroler
melalui jaringan internet. Aplikasi hanya dapat berjalan di smartphone Android
karena lebih umum digunakan oleh user. Mikrokontroler hanya dapat
menggunakan tipe IP Public yang bersifat Static.
Kata Kunci : Sistem kontrol, Listrik, Arduino, Ethernet Shield.
3
ABSTRACT
In this era technology advancement is proportional with modern citizen activity
so that needs to mobility is very high. For meet this needs be required to design
the device that might controlling electrical system which base microcontroller
and design the Android application as intermediary user and device
communication. Electric controlling system have benefits for be able user
automatic controlling their electrical system at home through their smartphone
without have to press stop contact and simplify user to monitoring cost energy
used. This system designed with waterfall incremental method. This system
able to controlling electrical without server, but socket is used as substitute.
The Android application in this system named AppCE (Application of
Controlling Electric). This system is connected with microcontroller through
internet. This application just can be run at Android smartphone because it
commonly used by user. The microcontroller only used IP Public are static
Key Words: System Control,Electric,Arduino,Ethernet Shield.
PENDAHULUAN
Di era kemajuan teknologi seperti saat ini, kehidupan manusia tidak
lepas dari benda-benda elektronik seperti gadget dan sejenisnya. Gadget
sangat membantu untuk mempermudah pekerjaan mereka yang menuntut
mobilitas yang sangat tinggi, contohnya adalah laptop atau komputer
portabel, pc tablet, smartphone seperti android, blackberry dan sebagainya.
Smartphone android adalah gadget berupa ponsel cerdas yang banyak
digunakan oleh masyarakat saat ini, selain harganya terjangkau juga sangat
mudah dalam menggunakannya. Gadget juga termasuk peralatan eletronik
karena menggunakan sumber tenaga listrik yang berasal dari batrey sebagai
sumber dayanya. Semakin tingginya penggunaan gadget maka semakin
meningkatkan angka penggunaan listrik, baik rumah tangga maupun
perusahaan.
Kondisi tersebut berbanding lurus dengan penggunaan energi listrik
yang berlebihan pada kehidupan sehari-hari. Masalah yang sering terjadi
pengguna lupa mematikan daya lsitrik saat meninggalkan rumah. Sehingga
energi listrik yang digunakan tidak bermanfaat dan sangat rentan terhadap
hubungan arus pendek.
Oleh karena itu dari masalah yang terkait diatas, perlu adanya
perancangan sistem kendali lsitrik dengan menggunakan teknologi berbasis
4
mikrokontroler dan aplikasi smartphone android sebagai media untuk
komunikasi antara pengguna dengan alat mikrokontroler. Pengguna
smartphone adnroid akan dapat menghidupkan dan mematikan lampu rumah
mereka dari mana saja tanpa harus menekan stop kontak yang bereda di
rumah. Selain itu dalam aplikasi android terdapat fitur mintoring biaya
pemakaian listrik rumah. Untuk mengkoneksikan smartphone android
dengan alat mikrokontroler digunakan jaringan internet sebagai sarana
komunikasinya.
Tujuan dan manfaat
Adapun tujuan manfaat daripada penulisan ini adalah sebagai berikut :
Tujuan : (1) Merancang alat untuk mengontrol sistem listrik yang berbasis
mikrokontroler. (2) Merancang aplikasi berbasis Android sebagai media
perantara komunikasi user dengan alat mikrokontroler
Manfaat : (1)Memudahkan pengguna mengontrol sistem listrik dari jarak
jauh secara otomatis melalui aplikasi smartphone Android tanpa harus
menekan stop kontak yang berada dirumah. (2) Memudahkan pengguna
memonitoring biaya pemakaian listrik.
Teori Pendukung
Sistem
Menurut Conolly dan Begg (2010:312), sistem adalah suatu cara untuk
mengumpulkan, mengatur, mengendalikan dan menyebarkan informasi ke
seluruh organisasi.
Pengertian Jaringan
Menurut Forouzan (2008:7) jaringan adalah seperangkat devices
(biasanya disebut sebagai node) yang dihubungkan melalui communication
links
Pengertian Interaksi Manusia Dan Komputer
Menurut Pressman (2010:312) interaksi manusia dan komputer adalah
cara dalam menciptakan komunikasi yang efektif antara manusia dan
komputer. Hal ini merupakan disiplin ilmu yang berhubungan dengan
perancangan, evaluasi, dan implementasi sistem komputer yang interaktif
untuk digunakan oleh manusia
Pengertian Rekayasa Piranti Lunak (RPL)
Menurut pressman (2010:13) rekayasa piranti lunak
merupakan pemanfaatan prinsip teknik perekayasaan untuk memperoleh nilai
ekonomis dari piranti lunak itu sendiri serta piranti lunak dapat dihandalkan
serta mampu bekerja efisien
5
Pengertian Home Automation
Menurut Goodwin (2010) Home Automation adalah apa yang rumah lakukan
untuk pengguna secara otomatis dan terprogram melalui komputer untuk membuat
kehidupan lebih mudah dan nyaman serta lebih produktif
Pengertian Android
Menurut Ed Burnette (2010:10), Android adalah open source software sistem
operasi pada perangkat telepon seluler. Awalnya, Google Inc. membeli Android Inc.,
pendatang baru yang membuat perangkat lunak untuk ponsel. Kemudian untuk
mengembangkan Andr boid, dibentuklah Open Handset Alliance, konsorsium dari 34
perusahaan perangkat keras, perangkat lunak.
Pengertian Aplikasi Mobile
Menurut Fling (2009:70) aplikasi mobile adalah sebuah tipe aplikasi dengan
mobile teknologi bisa memberikan informasi kepada pengguna. Terdapat aplikasi
native, terdapat juga mobile website yaitu aplikasi website yang di desain secara khusus
untuk perangkat mobile. Karakteristik aplikasi mobile biasanya mempunyai arsitektur
khusus dan presentasi yang simple.
Pengertian Socket Programming
Berdasarkan Jurnal milik Fajar (2006:4) Socket Programming adalah salah
satu cara yang dapat digunakan untuk mengembangkan software dengan arsitektur
Client Server.
Pengertian Java
Menurut M Shalahuddin (2007), Java berdiri di atas sebuah mesin
penterjemah (interpreter) yang diberi nama Java Virtual Machine (JVM). JVM inilah
yang akan membaca kode bit (bytecode) dalam file.class dari suatu program sebagai
representasi langsung program yang berisi bahasa mesin.
Pengertian Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah sebuah sistem yang terdiri dari microprocessor, timer
& counter, perangkat I/O dan internal memori. Di dalam mikrokontroler terdapat CPU,
ALU, PC, SP, dan register lain yang terdapat pada mikroposesor,dikutip didalam jurnal
Ahmad, Aziz (2009) Kontrol Lampu Pada Gedung Bertingkat Berbasis Personal
Computer.
Pengertian Arduino UNO
Arduino adalah pengendali mikrosingle-board yang bersifat open- source,
diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik
dalam berbagai bidang. Hardwarenya memiliki prosesor Atmel AVR dan softwarenya
memiliki bahasa pemrograman sendiri.
Pengertian Ethernet Shield
Arduino Ethernet Shield ini menggunakan chip WIZnet W5100 Ethernet
Chip, yang dapat memberi kemudahan untuk membuat aplikasi online (terhubung
dengan internet). Shield ini telah didukung oleh library Arduino. W5100 WIZnet
mendukung hingga empat koneksi soket secara simultan.
6
METODOLOGI PENELITIAN
Metodologi yang dilakukan dalam penelitian kami adalah sebagai berikut:
(a) Pada tahap study literature dilakukan pencarian informasi yang terkait
dengan masalah. Sumber informasi didapatkan dari buku buku, artikel
internet, jurnal, skripsi, dan karya ilmiah lainnya (b) Metode requirement
spesifikasi Pada tahap ini mulai dilakukannya perancangan setelah
didapatkan informasi-informasi tentang sistem dari tahap sebelumnya. (c)
Pada tahap perancangan ini dilakukannya proses mendesain sistem sesuai
dengan kebutuhan user yang didapatkan dari kuisioner yang
direpresentasikan dalam bentuk rancangan sebelum coding dimulai. (d)
Pada tahap implementasi dilakukan pengkodingan aplikasi pada sistem
yang akan berjalan.(e) Pada tahap testing dilakukan pengujian oleh user
terhadap sistem yang telah dibuat, apakah dapat bekerja sebagaimana
mestinya dan dapat memenuhi kebutuhan user. (f) Pada tahap ini
dilakukan penarikan suatu kesimpulan terhadap sistem yang telah
mengalami perubahan atau penambahan sesuai dengan permintaan user.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis Kebutuhan User
Setelah melakukan analisis terhadap permasalahan yang dihadapi oleh
user melalui kuisioner, maka terdapat tiga kebutuhan dari pengguna yaitu : (1)
Dapat memonitoring biaya dan listrik yang sedang menyala (2) Dapat
mengontrol sistem jarak jauh (3) Dapat menghemat listrik (4) Kebutuhan
aplikasi di smartphone Android.
Permasalahan
Berdasarkan hasil kuesioner yang peroleh dari responden. Dapat
simpulkan masalah-masalah sebagai berikut:: (1) Mematikan alat elektronik
masih secara manual. (2) Sulitnya mengontrol alat elektronik rumah pada saat
responden berada diluar rumah.(3) Responden kesulitan untuk mengetahui
biaya pemakaian listrik rumah.(4) Keborosan pemakaian listrik akibat lampu
yang selalu menyala.
Solusi Pemecahan Masalah
Berdasarkan hasil evaluasi diatas dapat diusulkan pemecahan masalah
yang dilakukan sebagai berikut: (1) Membuat aplikasi berbasis mobile yang
dapat mengontrol pemakain listrik di rumah. (2) Menampilkan informasi biaya
pemakaian listrik pada Aplikasi tsb. (3) Aplikasi ini dapat mengkontrol alat
7
elektronik secara mobile.(4) Aplikasi ini juga dapat mematikan dan menyalakan
alat elektronik sehingga mengurangi pemborosan penggunaan listrik.
Gambar 1 ERD Spesifikasi Sistem
Gambar 2 Diagram Logical Sistem
8
Gambar 3 Diagram Logical Relay
Gambar 4 Diagram Logical Sensor Suhu
Gambar 5 Diagram Logical Sensor Arus
9
Beberapa Hasil Rancangan Layar
Gambar 15 Tampilan Login
Gambar 16 Tampilan Menu
10
Gambar 17 Tampilan Menu Control
Gambar 18 Tampilan Menu Edit Password
11
SIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan hasil dan evaluasi yang didapat, maka dapat diambil simpulan
sebagai berikut: (1) Sistem dibuat menggunakan Arduino UNO R3 sebagai
mikrokontroler yang mengatur listrik. Arduino UNO R3 diprogram menggunakan
bahasa pemrograman java. Sistem ini dapat melakukan komunikasi dua arah dari
aplikasi ke mikrokontroler dan sebaliknya dengan menggunakan socket. Pada saat
arduino menerima perintah berupa data digital dari aplikasi dan Arduino juga
mengirimkan data digital berupa informasi monitoring suhu dan daya listrik yang
terpakai agar aplikasi dapat menghitung biaya pemakaian listrik dalam besaran
KWH.. (2) Aplikasi android dibuat untuk memudahkan user mengontrol peralatan
listrik dari jarak jauh. Aplikasi android diberi nama AppCE (Application Of
Controlling Electrical) sebagai media user lupa mematikan lampu atau
mematikannya tetapi mereka dapat mengontrolnya melalui aplikasi AppCE di
smartphone android mereka. Aplikasi AppCE dibuat dengan menggunakan bahasa
java. (3) Pada saat melakukan pengetesan aplikasi dan mikrokontroler sudah dapat
menghidupkan dan mematikan lampu serta membaca arus yang mengalir pada stop
kontak, kemudian sensor suhu juga sudah berjalan sesuai dengan yang diinginkan.
Namun saat aplikasi mengirimkan perintah terdapat delay beberapa saat, yang
disebabkan oleh masalah jaringan yang kurang stabil.
Suatu sistem dibuat tentu tidak ada yang sempurna dan perlu adanya saran
sebagai masukan dalam pengembangan sistem, maka ada beberapa saran untuk
pengembangan sistem ini: (1) Memberikan fitur monitoring konsleting lsitrik,
apabila terjadi hubungan arus pendek. (2) Memberikan fitur sensor dan warning alert
apabila terjadi kebakaran. (3) Membuat sistem aplikasi yang dapat digunakan di
berbagai platform smartphone dan aplikasi berbasis web. (4) Implementasi pada
instalasi gedung perkantoran disarankan menggunakan lebih dari satu mikrokontroler
(sesuai kebutuhan instalasi listrik yang akan dipasang) yang dipasang secara seri. (5)
Membuat grouping peralatan listrik pada relay-relay.
12
DAFTAR PUSTAKA
Bentley,Lonnie D, dan Jeffrey L Whitten, (2007). Systems Analysis and Design for the
Global Entreprise Seventh Edition, New York:McGraw-Hill.
Brunette, Ed, (2010), Hello,Android introducing Google Mobile Development Platform. (3rd
edition). California-The Pragmatic Programer.
Connolly, Thomas. and Begg, Carolyn. (2010). Database System, 4th Edition. Addison
Wesley. USA.
Fajar,Ahmad Nurul (2006). Pemrograman Socket dengan Java, 4.
Foruzan, Behrouz A. (2013). Data communications and networking, 5th Edition. McGraw
Hill. New York.
Fling, Brian. (2009), Mobile Design and Development.New York-O’Reilly
Gudda, Patrick.(2011). A Guide to Project Monitoring and Evaluation. AuthorHouse. USA.
Goodwin, Steven. (2010),Smart Home Automation with Linux,New York.-Apress
Hariyadi. (2009). Sistem Jaringan Komputer. Thin client server computing. 2(1-3), 3.
McGraw-Hill, New York, 312.
Owens,Michael,(2006), The Definitive Guide SQLite. New York-Apress
Plaisant.(2010).Designing the User Interface:Strategies for Effective Human-Computer
Interaction.(5th edition). California. Pearson.
Pressman, R.S. (2010), Software Engineering : a practitioner’s approach
Shalahuddin, M dan Rosa A.S. 2007. Belajar Pemrograman dengan Bahasa C++ dan Java.
Bandung: Informatika Bandung.
Sholiq. 2006. Pemodelan Sistem Informasi Berorientasi Objek dengan UML. Graha Ilmu,
Yogyakarta.
Sommerville, Ian. 2011. Software Engineering (Rekayasa Perangkat Lunak). Jakarta:
Erlangga.
Whitten, Jeffrey l., Bentley, Lonnie D.(2007). Systems Analysis and Design Methods.
McGraw-Hill Companies,Inc. New York.