View
231
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
PERANCANGAN SISTEM RUMAH PINTAR (SMARTHOME) BERBASIS
ANDROID SMARTPHONE
Oleh
Imanuel Bintang Adhyputra Ratmanier
NIM: 612010027
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Desember 2015
i
i
INTISARI
Perkembangan teknologi yang semakin pesat mendorong manusia menciptakan
sistem yang dapat membantu manusia melakukan pengontrolan peralatan rumah secara
jarak jauh dan otomatis sedangkan saat ini masih banyak sistem pengontrolan rumah di
Indonesia dengan cara saklar biasa yang untuk mengoperasikannya. Oleh karena itu, di
rancang sistem rumah pintar (smarthome) berbasis android smartphone. Sistem ini dapat
mengontrol peralatan rumah dengan dua mode yaitu manual dan otomatis. Oleh karena itu,
sistem ini membutuhkan sistem kendali yang dapat mengontrol dan mendeteksi
parameter-parameter yang dibutuhkan didalam otomatisasi.
Dalam skripsi ini akan digunakan sensor untuk dapat mendeteksi parameter-
parameter yang dibutuhkan dalam otomatisasi. Sensor tersebut adalah sensor kelembaban
tanah, sensor suhu ruang, sensor intensitas cahaya, dan real time clock (RTC). Sensor ini
akan terhubung dengan pengendali utama Arduino Mega 2560, dengan dilengkapi dengan
user interface yang terdapat pada aplikasi dalam android smartphone yang berguna untuk
mengontrol peralatan rumah secara manual dan memberikan data otomatisasi untuk
disesuaikan dengan data yang didapat oleh sensor.
Dari pengujian yang telah dilakukan, sistem ini dapat dikontrol dengan dua mode dengan
mudah dan sensor dapat membaca parameter-parameter yang dibutuhkan untuk otomasi
dengan cukup akurat yaitu ralat sensor suhu sebesar ±0,68%, ralat sensor kelembaban
tanah sebesar ±1,07%, dan ralat senor intensitas cahaya sebesar ±0,52. Aplikasi pada
android smartphone juga dapat berjalan pada operating system android hingga jellybean.
Kata kunci : Rumah Pintar, Android, Peralatan Rumah
ii
ABSTRACT
Rapid technological developments encourage people to create a system that can help
humans controlling home appliances remotely and automatically, while today there are
many control systems houses in Indonesia by using an ordinary switch to operate it.
Therefore, in designing a smart home system (Smart Home) Android-based smart phones
contributes in it. This system can control home appliances in two modes, namely manual
and automatic. Therefore, this system requires a control system that can control and detect
the parameters required in automation.
In this paper will be used a sensor to detect the parameters required in automation.
The sensor is a soil moisture sensor, room temperature sensor, a light intensity sensor, and
a real time clock (RTC). These sensors will be connected to the main controller Arduino
Mega 2560, equipped with a user interface that is contained in the application in android
smart phone that is useful for controlling home appliances manually and provide
automation data to conform with the data obtained by the sensor.
From the testing that has been done, the system can be controlled by two modes
easily and sensors can read the parameters required for automation with enough accuracy
that the temperature sensor error of ± 0.68%, soil moisture sensor error of ± 1.07% and
errata sensor light intensity of ± 0.52. Application on android smart phone also runs on the
Android operating system to jellybean.
Keywords: Smart Home, Home Appliances, Android Operating System
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah Bapa yang Maha Mulia,
karena melalui Anak-Nya Yesus Kristus, penulis dapat menyelesaikan perancangan dan
penulisan skripsi ini dengan baik sebagai syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas
Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana.
Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada semua
pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini baik itu secara
langsung, maupun secara tidak langsung.
1. Tuhan Yesus Kristus, atas berkat, rahmat, serta kasih setia-Nya dalam membimbing
dan membantu penulis menyelesaikan skripsi ini.
2. Papa dan mama yang selalu membantu baik secara materi maupun dukungan berupa
doa, kasih sayang dan kesabaran. Dukungan papa dan mama selalu membuatku
bersemangat dalam mengerjakan skripsi ini.
3. Pembimbing I, bapak Deddy Susilo, dan pembimbing II, bapak Gunawan Dewantoro,
trimakasih atas bimbingan, saran, nasihat, kesabaran, serta waktu yang telah bapak
sempatkan untuk membimbing dalam menyelesaikan skripsi ini.
4. S Bahana Agryo Ratmanier (mas Ryo), om, tante, pakde, bude dan semua keluarga
atas doa dan dukungan yang membuatku semakin terpacu dalam menyelesaikan studi.
5. Bondhan Atieka Wijayanti (dudud), terimakasih atas doa, dukungan dan kasih sayang
yang telah diberikan.
6. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK, Mbak Rista, Mbak Dita, Mbak
Vera, Pak Bambang.
7. Teman-teman FTEK 2010, terkhusus Daniel “Pepep”, Simon “Gondrong”, Adit
“Tolgung”, Sekar “Unyil”, Kana, Roma “Armob”, Danny “Ganteng”, Adit
“Jambrong”, Ruth, Grace, Januar Nur “Arduino”, Yudha “King”, Adi “Bandot”, Ais,
Supriyadi “Supret”. Kowe Joss!!
8. Para penghuni “kandang ilmu” dan kontrakan yang banyak membantu dalam
menyelesaikan skripsi dan menjadi pemuas hasrat tertawa penulis, mas Miz, bang DK,
pak Pan, Kak Face “Muka”, Wikan “Emak”, Yoga “Kentung”, pakde dan kawan-
kawan.
iv
9. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini namun tidak dapat
disebutkan satu per satu, terima kasih banyak.
Sekali lagi terima kasih banyak atas semua bantuan yang telah diberikan semua
pihak dalam membantu penulis menyelesaikan skripsi ini, semoga Tuhan dapat membalas
semua kebaikan anda semua.
Penulis sadar bahwa, tidak ada yang sempurna dalam kehidupan ini termasuk
penulisan skripsi ini. Oleh karena ini, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari
para pembaca sehingga skripsi ini dapat berguna bagi setiap orang yang membacanya.
Semoga skripsi ini dapat menjadi berkat bagi setiap pembaca, terima kasih. Tuhan
Memberkati.
Salatiga, Desember 2015
Penulis
v
DAFTAR ISI
INTISARI .............................................................................................. i
ABSTRACT .......................................................................................................... ii
KATA PENGANTAR .......................................................................................... iii
DAFTAR ISI ......................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vii
DAFTAR TABEL ................................................................................................. ix
DAFTAR ISTILAH .............................................................................................. x
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1
1.1. Tujuan ......................................................................................... 1
1.2. Latar Belakang ........................................................................... 1
1.3. Batasan Masalah ......................................................................... 2
1.4. Sistematika Penulisan ................................................................. 3
BAB II DASAR TEORI ................................................................................. 4
2.1. Kajian Pustaka ............................................................................ 4
2.2. Sensor .......................................................................................... 5
2.2.1. Sensor Kelembaban Tanah ............................................... 5
2.2.2. Sensor Cahaya LDR ............................................... .......... 6
2.2.3. Sensor Kelembaban Tanah ............................................... 7
2.3. Pompa Air DC 12V ..................................................................... 8
2.4. Mini Servo TG90 ........................................................................ 9
2.5. RTC (Real Time Clock) .............................................................. 9
2.6. Wifi Serial Transceiver Module ESP8266 .................................. 10
2.7. Mikrokontroler ............................................................................ 11
2.7.1. AVR (Alf and Vegard’s Risc) ........................................... 11
2.7.2. Arduino ............................................................................. 12
2.7.3. ADC(Analog to Digital Converter) ................................... 14
2.7.3. I2C(Inter Integrated Circuit) ……..................................... 15
2.7.3. UART……………………………..................................... 16
2.8. Eclipse IDE ……........................................................................... 17
vi
2.8.1. ADC(Analog to Digital Converter) ................................... 18
BAB III PERANCANGAN ALAT .................................................................. 19
3.1. Perancangan Sistem Perangkat Keras ......................................... 19
3.1.1. Sistem Kontrol…………………….................................... 19
3.1.2. Konstruksi Prototype Rumah Pintar ................................... 20
3.1.3. Perangkat Keras Elektronik ………................................... 21
3.2. Perancangan Sistem Perangkat Lunak ........................................ 27
3.2.1. Perancangan Aplikasi pada Android Smartphone............. 27
3.2.2. Perancangan Perangkat Lunak Mikrokontroler.................. 33
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ............................................................. 35
4.1. Pengujian Sensor Suhu ............................................................... 35
4.2. Pengujian Sensor Kelembaban Tanah ........................................ 36
4.3. Pengujian Sensor Cahaya ........................................................... 39
4.4. Pengujian Sinkronisasi Smartphone dengan Mikrokontroler ... 42
4.5. Pengujian Aplikasi pada OS Amdroid Gingerbread sampai
Jellybean….. ............................................................................... 42
4.6. Pengujian Mode Manual ............................................................. 43
4.7. Pengujian Mode Otomatis…………………………………….... 44
4.7.1. Pengujian Penyiraman Taman Otomatis .......................... 44
4.7.2. Pengujian Penyalaan Lampu Otomatis............................... 46
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 47
5.1. Kesimpulan ................................................................................. 47
5.2. Saran Pengembangan .................................................................. 48
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 49
LAMPIRAN ........................................................................................... 50
DATA SHEET ESP8266 ..................................................................... 50
DATA SHEET LM35 .......................................................................... 51
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Sensor Kelembaban Tanah ............................................................ 6
Gambar 2.2. Schematic Sensor Cahaya LDR .................................................... 6
Gambar 2.3. Sensor Cahaya LDR ...................................................................... 7
Gambar 2.4. IC LM35 ........................................................................................ 7
Gambar 2.5. Pompa Air DC 12V ....................................................................... 8
Gambar 2.6. Motor Servo .................................................................................. 9
Gambar 2.7. Real Time Clock DS1307 .............................................................. 10
Gambar 2.8. Wifi Serial Transceiver Module ESP8266 .................................... 10
Gambar 2.9. Macam-macam Board Arduino ..................................................... 12
Gambar 2.10. Deskripsi pin ATMEGA 2560 ...................................................... 13
Gambar 2.11. Board Arduino Mega 2560 ............................................................ 14
Gambar 2.12. Sinyal Start dan Stop. .................................................................... 15
Gambar 2.13. Sinyal ACK (Acknowledge) dan NACK (Not Acknowledge). ...... 16
Gambar 2.14. Pengiriman data pada I2C. ............................................................ 16
Gambar 2.15. Format paket data UART .............................................................. 17
Gambar 3.1. Blok diagram sistem............................ .......................................... 19
Gambar 3.2. Desain Prototype Rumah Pintar .................................................... 20
Gambar 3.3. Schematic ESP8266 ...................................................................... 23
Gambar 3.4. Schematic ATmega2560 ............................................................... 24
Gambar 3.5. Schematic Driver Pompa Air 12VDC ........................................... 25
Gambar 3.6. Schematic LED .............................................................................. 26
Gambar 3.7. Schematic Real Time Clock(RTC)DS1307 ................................... 26
Gambar 3.8. SchematicSensor LDR .................................................................. 27
Gambar 3.9. Flow Chart Aplikasi Android Smartphone ................................... 28
Gambar 3.10. Layer 1 (login) ............................................................................... 30
Gambar 3.11. Layer 2 (register) .......................................................................... 31
Gambar 3.12. Layer 3 (manual) .................................................................................. 31
Gambar 3.13. Layer 4 (otomatis) ......................................................................... 32
Gambar 3.14. Flow Chart Perangkat Lunak Mikrokontroler .............................. 33
Gambar 4.1. Pengukuran suhu dan tegangan keluaran LM35 ........................... 35
viii
Gambar 4.2. Pengukuran tanah dan air .............................................................. 37
Gambar 4.3. Grafik dan persamaan garis lurus pengukuran kelembaban tanah 38
Gambar 4.4. Kalibrasi sensor cahaya ................................................................. 39
Gambar 4.5. Grafik ADC terhadap Lux Meter ................................................... 40
Gambar 4.6. Sinkronisasi Android Smartphone dengan Arduino ..................... 42
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Keterangan Prototype Rumah Pintar ................................................. 21
Tabel 4.1. Perbandingan Pengukuran Suhu Sensor LM35 terhadap suhu
ruangan…………… .......................................................................... 36
Tabel 4.2. Pengukuran dan Kalibrasi Sensor Kelembaban Tanah ...................... 37
Tabel 4.3. Pengujian Sensor Kelembaban .......................................................... 39
Tabel 4.4. Hasil Pengukuran ADC terhadap Lux Meter ..................................... 40
Tabel 4.5. Perbandingan Sensor LDR dengan Lux Meter .................................. 41
Tabel 4.6. Ralat Sensor LDR .............................................................................. 41
Tabel 4.7. Keberhasilan Pemasangan Aplikasi ................................................... 42
Tabel 4.8. Hasil Pengujian Mode Manual ........................................................... 42
Tabel 4.9. Pengujian Keberhasilan Penyiraman Berdasarkan Kelembaban
Tanah ................................................................................................. 45
Tabel 5.1. Pengujian Keberhasilan Penyiraman Berdasarkan Waktu ................. 45
x
DAFTAR ISTILAH
SDK Software Development Kit
API Application Programming Interface
PLN Perusahaan Listrik Negara
LDR Light Dependent Resistor
DC Direct Current
RTC Real Time Clock
Wifi Wireless Fidelity
ADC Analog to Digital Converter
PCB Printed Circuit Board
ASM American Standard Method
LED Light Emitting Diode
AVR Alf and Vegard’s Risc
IC Integrated Circuit
DC Direct Current
PC Personal Computer
BIOS Basic Input Output System
TCP Transmission Control Protocol
IP Internet Protocol
RAM Random Access Memory
RISC Reduced Instruction Set Computing
xi
PWM Pulse Width Modulation
IDE Integrated Development Environment
UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter
USB Universal Serial Bus
LSB Least Significant Bit
OS Operating System
CMOS Complementary metal–oxide–semiconductor
SDA Serial Data
SCL Serial Clock
EPROM Erasable Programmable Read Only Memory
Recommended