APLIKASI MOBILE UNTUK PENGENDALIAN LAMPU BERBASIS ANDROID

NASKAH PUBLIKASI

diajukan oleh

Siswondo Aji Nugroho

09.11.2612

kepada

SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER AMIKOM YOGYAKARTA

YOGYAKARTA 2014

Android Based Mobile Phone Applications For Light Control

Aplikasi Mobile Untuk Pengendalian Lampu Berbasis Android

Siswondo Aji Nugroho Kusrini

Jurusan Teknik Informatika STMIK AMIKOM YOGYAKARTA

ABSTRACT

Information technology advances so rapidly , it makes a lot of experience in various fields of development . These technological advances led to the emergence of advances in software and hardware that can deliver sophisticated technology . By indirectly or indirectly , impact of information technology as well as an important element in many areas of life .

One very popular information technology today is the smartphone . Smartphone is a mobile phone that has advanced features . One of the features on smartphones is wifi . Wifi on smartphones is generally used as a medium to connect to the Internet .

The light is a very important source of illumination . Basically the light will turn on when receiving a power / voltage is connected via a cable , and has a conventional switch as a media controller . However, control lights using conventional switches that are less than optimal .

Based on the above , the author will discuss about how to optimize the lighting control system and there is wifi on the smartphone to be used as a switching medium . It is expected that by using microcontroller technology memalui wifi and android operating systems that exist on the switching smartphone is more easy , safe and sophisticated can be realized .

Keywords : Information Technology , Smartphone , Switches, Android , Microcontroller.

1

1. Pendahuluan

Lampu merupakan suatu sumber penerangan yang sangat penting dan

penggunaan lampu pada masa sekarang sudah sangat optimal yaitu sebagai media

penerangan baik di malam hari maupun siang hari. Pada dasarnya lampu akan menyala

bila mendapat suatu daya/tegangan yang dihubungkan melalui kabel, dan memiliki suatu

saklar konvensional sebagai media pengendalinya.

Cara pengendalian lampu yang masih menggunakan saklar konvensional yang

menempel pada tembok dan membutuhkan banyak kabel untuk media penghantar daya,

itu kurang optimal. Namun pengendalian lampu dapat dioptimalkan dengan

menggunakan teknologi mikrokontroler.

Dengan perkembangan teknologi saat ini, mungkin akan memudahkan kita

untuk memaksimalkan kinerja suatu sistem dari teknologi yang sedang diterapkan saat

ini. Dengan melakukan Penggabungan teknologi lama dengan teknologi baru maka akan

diperoleh hasil yang dapat memenuhi kebutuhan manusia yang semakin hari semakin

kompleks.

Berdasarkan hal di atas, dalam skripsi ini akan dibahas tentang bagaimana

mengoptimalkan sistem kendali lampu menggunakan teknologi mikrokontroler melalui wifi

dan sistem operasi Android yang ada pada perangkat mobilephone.

Sistem yang dimaksud adalah bagaimana saklar konvensional yang digunakan

sebagai kendali pada lampu akan dialihkan ke perangkat mobile bersistem operasi

Android menggunakan fasilitas wifi yang ada. Sedangkan pada rangkaian lampu, akan

dipasang sebuah sistem mikrokontroler yang berfungsi sebagai media untuk input dan

menjalankan proses kemudian menghasilkan output. Dengan demikian, selain

mempermudah penyalaan lampu, sistem ini juga memungkinkan penghematan kabel

sebagai media transmisi.

2

2. Landasan Teori

2.1 ATmega8

ATmega8 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur AVR RISC yang

memiliki 8K Bytes In-System Programmable Flash. Mikrokontroler dengan konsumsi daya

rendah ini mampu mengeksekusi instruksi dengan kecepatan maksimum 16 MIPS pada

frekuensi 16MHz.1

Beberapa tipe mikrokontroler yang “berkeluarga” sama dengan ATMega8

antara lain ATMega8535, ATMega16, ATMega32, ATmega328, dll. ATMega8 memiliki

ukuran fisik lebih kecil dibandingkan dengan beberapa mikrokontroler lainnya. Namun

untuk segi memori dan periperial lainnya ATMega8 tidak kalah dengan yang lainnya

karena ukuran memori dan periperialnya relatif sama dengan ATMega8535, ATMega32,

dll, hanya saja jumlah GPIO lebih sedikit.2

2.2 Arduino

Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open-source,

diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik

dalam berbagai bidang.3 Hardware Arduino menggunakan prosesor Atmel AVR dan

software pada Arduino menggunakan IDE Java.

2.3 Modul Wifi Z3E

Z3E merupakan module Wifi dengan platform standar radio protokol IEEE

802.11 b/g/n dengan frekuensi kerja 2,4 -2,497 GHz.

2.4 Android

Android merupakan sebuah sistem operasi yang berbasis Linux untuk telepon

seluler seperti telepon pintar dan komputer tablet. Sistem operasi ini bersifat open source

(terbuka) sehingga memungkinka para programmer untuk dapat membuat aplikasi

sendiri.4

1 http://www.kedairobot.com/components/36-atmega-8.html

2 http://hardi-santosa.blog.ugm.ac.id/2012/07/03/mengenal-atmega8-3/

3 http://fahmizaleeits.wordpress.com/tag/arduino-adalah/

4 http://engineeringtown.com/kids/index.php/teknologi-komunikasi/286-mengenal-sistem-

operasi-android

3

2.5 Triode for Alternating Current (Triac)

Triac, atau Triode for Alternating Current (Trioda untuk arus bolak-balik) adalah

sebuah komponen elektronik yang ekivalen dengan dua SCR yang disambungkan

antiparalel dan kaki gerbangnya disambungkan bersama.

Triac mampu menghantarkan dengan salah satu polaritas tegangan terminal.

Triac dapat juga ditrigger dengan salah satu polaritas sinyal gerbang.5 Triac mempunyai

tiga terminal; dua terminal utama (MT2) dan terminal utama 1 (MT1) dan gerbang (G).

Terminal MT2 dan MT1 dirancang demikian sebab aliran arus adalah dua arah. Karena

aliran berinteraksi dengan gerbang, MT1 digunakan sebagai pengukuran terminal referen.

Arus dapat mengalir antara MT2 dan MT1 dan juga antara gerbang dan MT1. Triac dapat

ditrigger agar konduksi pada salah satu arah dengan arus gerbang bergerak masuk atau

keluar dari gerbang.

2.6 IC MOC3021

MOC3021 adalah rangkaian terintegrasi yang digunakan sebagai alat

pengendali TRIAC optoisolator. Opositor disini berarti diaktifkan dengan menggunakan

cahaya namun dalam paket yang terisolasi (dalam bentuk IC).

3. Metode Penelitian

3.1. Alat dan Bahan

3.1.1 Hardware

1. Arduino-ATmega8

2. TRIAC BT137 600E

3. IC MOC3021

4. Smartphone (dengan OS Android)

5. Laptop

3.1.2 Software

1. Microcontroller: Arduino IDE

2. Android: Basic4Andriod, Android SDK Tools

3. Software Pendukung: DIA, Proteus

5 http://andihasad.wordpress.com/2011/12/05/operasi-dan-aplikasi-triac/

4

3.1.3 Bahasa Pemrograman

1. Microcontroller: C

2. Android: Java

3.2 Langkah-langkah Penelitian

3.2.1 Prinsip Kerja Sistem

Dalam sistem ini user melakukan input dari Aplikasi pada perangkat mobile

Android. input yang diterapkan pada aplikasi ini yaitu standar input (button). Data yang di-

input-kan kemudian dikirim ke mikrokontroler melalui wifi.

Data yang dikirim dari perangkat mobile Android akan diterima oleh modul wifi

yang ada pada sistem mikrokontroler. Data paralel akan diteruskan ke relay melalui

sebuah driver TRIAC BT137 dan MOC3021. Driver tersebut akan meneruskan data yang

digunakan untuk menghidupkan atau mematikan lampu.

3.2.2 Perancangan Sistem

3.2.2.1 Input

Setiap sistem memerlukan input untuk dapat menghasilkan output.

Berdasarkan medianya, input yang digunakan pada sistem kontrol lampu ini dilakukan

melalui perangkat mobile bersistem operasi Android adalah Touchscreen, touchscreen

merupakan standar input yang digunakan pada perangkat mobile berbasis Android. Input

ini menggunakan radio button sebagai interface antara user dengan kontrol lampu pada

aplikasi.

3.2.2.2 Output

Output yang dihasilakan dari sistem kendali lampu ini adalah keadaan

(hidup/mati) lampu.

3.2.3 Detail Rancangan Hardware

3.2.3.1 Sistem Minimum Arduino-Atmega8

ATMega8 memiliki 3 buah PORT utama yaitu PORTB, PORTC, dan PORTD

dengan total pin input/output sebanyak 23 pin. PORT tersebut dapat difungsikan sebagai

input/output digital atau difungsikan sebagai periperial lainnya.

5

1. PortB

PORTB merupakan jalur data 8bit yang dapat difungsikan sebagai input/output.

Selain itu PORTB juga memiliki fungsi alternatif seperti ICP1(PB0), berfungsi sebagai

Timer Counter 1 input capture pin. OC1A(PB1), OC1B(PB2) dan OC2(PB3) dapat

difungsikan sebagai keluaran PWM (pulse width modulation). MOSI(PB3), MISO(PB4),

SCK(PB5), SS(PB2) merupakan jalur komunikasi SPI. Selain itu pin ini juga berfungsi

sebagai jalur pemograman serial (ISP). TOSC1(PB6) dan TOSC2(PB7) dapat

difungsikan sebagai sumber clock external untuk timer. XTAL1(PB6) dan XTAL2(PB7)

merupakan sumber clock utama mikrokontroler. Perlu diketahui, jika kita menggunakan

clock internal (tanpa crystal) maka PB6 dan PB7 dapat difungsikan sebagai input/output

digital biasa. Namun jika kita menggunakan clock dari crystal external maka PB6 dan

PB7 tidak dapat kita gunakan sebagai input/output. Pada sistem ini penggunaan PortB

yaitu pada PB0, PB1, PB2, PB3 difungsikan sebagai keluaran.

2. PORTC

PORTC merupakan jalur data 7bit yang dapat difungsikan sebagai input/output

digital. Fungsi alternatif PORTC antara lain ADC 6 channel

(PC0,PC1,PC2,PC3,PC4,PC5) dengan resolusi sebesar 10bit. ADC digunakan untuk

mengubah input yang berupa tegangan analog menjadi data digital.

I2C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada PORTC.

I2C digunakan untuk komunikasi dengan sensor atau device lain yang memiliki

komunikasi data tipe I2C.

RESET merupakan salah satu pin penting di mikrokontroler, RESET dapat

digunakan untuk merestart program. Pada atmega8 pin RESET digabungkan dengan

salah satu pin IO (PC6). Pada atmega8 Secara default PC6 ini didisable dan diganti

menjadi pin RESET.

1. PORTD

PORTD merupakan jalur data 8bit yang masing-masing pin-nya juga dapat

difungsikan sebagai input/output. fungsi alternatif PORTD antara lain USART (PD1(TXD)

dan PD0(RXD)) merupakan jalur data komunikasi serial dengan level sinyal TTL. Pin

TXD berfungsi untuk mengirimkan data serial, sedangkan RXD kebalikannya yaitu

sebagai pin yang berfungsi untuk menerima data serial.

6

Interrupt (PD2(INT0) dan PD3(INT1)) merupakan pin dengan fungsi khusus

sebagai interupsi hardware. T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counter external

untuk timer 1 dan timer 0. PD6(AIN0) dan PD7(AIN1) keduanya merupakan masukan

input.

3.2.4 Detail Rancangan Software

Detail perancangan software meliputi flowchart pada mikrokontroler dan

flowchart pada aplikasi mobile.

3.2.4.1 Flowchart

1. Microcontroller

Start

Inisialisasi

System

Baca Data

Apakah Lampu

Menyala?Relay Aktif

Lampu Menyala

If x = 1

Relay Aktif Semua

Relay Tidak Aktif

Semua

Kondisi High

Kondisi Low

Lampu Mati

Lampu Menyala

Semua

Lampu Mati

SemuaSave Data

Send Data Save Data

Ya

Tidak

Ya

Tidak

Gambar 3.1 Flowchart pada Microcontroller

7

2. Aplikasi Mobile

Start

Kontrol

Lampu

Inisialisasi System

Input Data

Baca Data

Apakah Button

On

Apakah

Koneksi

Berhasil

Getar

If Button = 1

Lampu Menyala

Lampu Mati

Kirim Data

Ya

tidak

Ya

Tidak

Ya

Tidak

Gambar 3.2 Flowchart Aplikasi pada Android

8

3.2.4.2 Graphical User Interface (GUI)

Berikut ini perancangan GUI pada perangkat mobile Android yang akan

digunakan untuk mengendalikan lampu.

Gambar 3.3 Perancangan Tampilan menu kontrol utama

Gambar 3.4 Perancangan Tampilan Menu Connect/Disconnect

9

4. Pembahasan

4.1. Hardware

Mengenai hardware yang dibutuhkan yaitu diantaranya ; atmega8, modul wifi,

rangkaian driver dan mobile phone android. Pada rangkaian board sistem minimun

atmega8 tersambung dengan modul wifi dimana pada Sismin tersebut terdapat kaki-kaki

yang sudah terkonfigurasi dengan socket yang ada pada driver.

Pada driver menggunakan Triac BT137 yang berfungsi untuk menyalakan

tegangan AC. Pada driver ini juga terdapat MOC3021 yang berfungsi sebagai isolator

antara tegangan DC dengan tegangan AC, pada rangkaian hardware ini juga terdapat

komponen-komponen lain seperti diode, diodezener, resistor, capacitor, trafo, juga

socket untuk menyambungkan dengan kaki-kaki board.

Gambar 4.1 Tampilan Mikrokontroler Tampak Atas

4.2 Software

Mengenai software, software dibuat dengan bahasa pemrograman java pada

android mobile phone yang kemudian dikomunikasikan dengan pemrograman bahasa C

pada mikrokontroller melalui module wifi. Pada software yang ada pada android mobile

phone terdapat menu connect/disconnect dan juga button yang digunakan sebagai saklar

untuk munyalakan lampu.

10

4.3 Kelemahan Sistem

Dari hasil pengujian diatas, kami juga menemukan beberapa kelemahan dalam

sistem kontrol lampu ini. Kelemahan yang terdapat dalam sistem ini diantaranya ;

1. Penyalaan lampu gagal apabila dilakukan pada jarak melebihi 2 meter antara

mikrokontroller dengan pengendalinya (Android mobile phone).

2. Tidak adanya umpan balik saat pengendalian lampu gagal, akibatnya tidak ada

kepastian untuk user apakah lampu menyala atau tidak.

5. Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil perancangan dan implementasi yang telah dilakukan, serta

berdasarkan rumusan masalah yang ada, maka dapat diambil beberapa kesimpulan

diantaranya sebagai berikut:

1. Komunikasi antara Perangkat mobile Android dengan mikrokontroler dapat

dilakukan dengan bantuan wifi module, wifi pada Android dan wifi module pada

sistem mikrokontroler dapat berkomunikasi menggunakan data serial.

2. Sistem pensaklaran lampu dapat dikendalikan dengan menggunakan

Perangkat mobile Android.

5.2 Saran

1. Menambahkan fitur tambah lampu pada aplikasi android untuk memudahkan

kebutuhan user jika ingin menambahkan lampu.

2. Manambahkan feedback, keberadaan feedback sangat dibutuhkan user untuk

mengetahui status lampu jika ada yang bermasalah.

11

DAFTAR PUSTAKA

Dewi, Indah Sari., 2013, Mengenal Sistem Operasi Android, URL: http://engineeringtown.com/kids/index.php/teknologi-komunikasi/286-mengenal-sistem-operasi-android

Hasad, Andi., 2011, Operasi Dan Aplikasi Triac, URL: http://andihasad.wordpress.com/2011/12/05/operasi-dan-aplikasi-triac/

Kedairobot., ___, Atmega8, http://www.kedairobot.com/components/36-atmega-8.html Diakses 11 January 2014

Santosa, Hardi., 2012, Mengenal ATMega8, URL: http://hardi-santosa.blog.ugm.ac.id/2012/07/03/mengenal-atmega8-3/

Zal, Fahmi., 2013, Arduino Adalah, URL: http://fahmizaleeits.wordpress.com/tag/arduino-adalah/