PUSATPENGONTROLLAMPUPADARUMAHPINTAR … · kendali lampu secara manual dan otomatis menggunakan teknologi Raspberry Pi agar ... Memberikan gambaran mengenai salah satu aplikasi yang

TUGAS AKHIR

PUSAT PENGONTROL LAMPU PADA RUMAH PINTAR

BERBASIS RASPBERRY PI

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

ADI PRASETYO

NIM : 135114004

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHRAMA

YOGYAKARTA

2017

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

i

FINAL PROJECT

CENTER OF CONTROLLER LAMP ON SMART HOME

BASED ON RASPBERRY PI

Presented as Partial Fullfilment of the Requirments

To Obtain the Sarjana Teknik Degree

In Electrical Engineering Study Program

ADI PRASETYO

NIM : 135114004

DEPARTEMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHRAMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2017





v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO:

MAKSIMAL DALAM BERUSAHA DAN SELALU

POSITIF DALAM HASIL USAHA

Skripsi ini kupersembahkan kepada…

Allah SWT yang Maha Kuasa

Segenap Keluarga-ku yang Kucintai

Sahabat-sahabat yang ku sayangi dan..

Teman-teman Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma



vii

INTISARI

Pencahayaan lampu pada rumah maupun gedung dan perkantoran tidak selalu bisa dipantau secara berkala, sehingga pengontrol lampu dibutuhkan dalam hal tersebut untukmemudahkan pemilik rumah saat berpergian dengan tujuan memudahkan pemilik rumahdalam pencahayaan. Penelitian ini memberikan inovasi dalam mengembangkan sistemkendali lampu secara manual dan otomatis menggunakan teknologi Raspberry Pi agarlebih mempermudah masyarakat.

Pengontrol lampu pada rumah pintar menggunakan Raspberry Pi sebagai pusatpengolah data sistem. Tombol pada GUI pengontrol lampu dan sensor diberikan sebagaimasukan Raspberry Pi. Raspberry Pi mengolah masukan tombol pada GUI, Real-TimeClock (RTC) dan Analog to Digital Converter (ADC). Hasil masukan tombol pada GUImenentukan nyala lampu manual pada rumah pintar. Hasil masukan RTC menentukanwaktu nyala dan mati lampu pada ruang tamu. Hasil ADC menentukan nyala lampuotomatis pada rumah pintar berdasarkan sensor.

Sistem pusat pengontrol lampu pada rumah pintar berbasis Raspberry Pi berhasilmengendalikan tombol On/Off lampu dan pencahayaan lampu dalam mode manual danotomatis. Pada mode manual pengguna dapat mengontrol lampu dengan menekan tombolyang terdapat pada GUI. Pada mode otomatis pengguna dapat mengontrol waktu nyalalampu berdasarkan waktu nyata dan kendali lampu otomatis berdasarkan masukan sensor.

Kata kunci : ADC, GUI, Pengontrol lampu, Raspberry Pi, Rumah pintar, RTC, Sensor.


viii

ABSTRACT

The lighting a lamp in homes, buildings, and offices can not always be monitoredregularly, so light controllers are needed in that case to make it easier for homeownerswhen traveling in order to facilitate homeowners in lighting. This research gives aninnovation in the reins of manual and automatic lamp development in order to facilitatethe people.

The reins in the smart home are using Raspberry Pi as the central of system dataprocess. GUI lamp control button is given as Raspberry Pi input. The raspberry Pi isprocessing GUI, Real-Time Clock (RTC), and Analog to Digital Converter (ADC) buttonsinput. The result of GUI button determin the manual light in the smart home. The resultsof the RTC determine the light on and light off time in the guess room. The resuls of ADCdetermine the automatic light on in the smart home based on the sensor.

The lamp central control system in the smart home based on Raspberry Pi issuccessful to control the lamp light in manual and automatic mode. In the manual mode,the user is able to control the light of the lamp by pressing the GUI button. In theautomatic mode, the user is able to control the light on time of the lamp based on the lighton and the lamp automatic reins based on the sensor.

Key words : ADC, GUI, Lamp control, Raspberry Pi, Smart home, RTC, Sensor.



x

DAFTAR ISI

HalamanFINAL PROJECT......................................................................................................................iLEMBAR PERSETUJUAN.................................................................................................... iiLEMBAR PENGESAHAN.................................................................................................... iiiPERNYATAAN KEASLIAN KARYA................................................................................ ivHALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTTO HIDUP...............................................vLEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH.......................................viINTISARI.................................................................................................................................. viABSTRACT............................................................................................................................ viiiKATA PENGANTAR..............................................................................................................ixDAFTAR ISI.............................................................................................................................. xDAFTAR GAMBAR.............................................................................................................. xiiDAFTAR TABEL....................................................................................................................xv

BAB IPENDAHULUAN......................................................................................................................1

1.1. Latar Belakang.............................................................................................................. 11.2. Tujuan dan Manfaat...................................................................................................... 21.3. Batasan Masalah............................................................................................................21.4. Metodologi Penelitian...................................................................................................3

BAB IIDASAR TEORI......................................................................................................................... 6

2.1. Rumah Pintar.................................................................................................................62.2. Raspberry Pi [4][5]....................................................................................................... 62.3. Bahasa Pemrograman Pyton.........................................................................................82.4. Sensor [9].......................................................................................................................9

2.4.1. Sensor Pergerakan (PIR Motion Sensor) [10]................................................ 102.4.1.1. Prinsip Kerja Sensor Pergerakan [10]...................................................10

2.4.2. Sensor Cahaya/PhotoDioda..............................................................................112.4.2.1. Prinsip Kerja Sensor Cahaya................................................................. 11

2.4.3. Sensor Ultraviolet (GUVA-S12D Sensor)......................................................132.4.3.1. Prinsip Kerja Sensor Ultraviolet............................................................13

2.5. Modul PCF8591(ADC/DAC).................................................................................... 142.6. Modul DS1302 RTC(Real-Time Clock)...................................................................152.7. Dioda Laser (Laser Pointer).......................................................................................162.8. Lampu DC................................................................................................................... 172.9. Driver Lampu DC....................................................................................................... 17

2.9.1. Penyearah Satu Fasa Gelombang Penuh.........................................................172.9.2. Regulator Tegangan IC 7812...........................................................................192.9.3. Transistor Switching.........................................................................................20

BAB IIIPERANCANGAN....................................................................................................................21

3.1. Pendahuluan................................................................................................................ 213.2. Perancangan Perangkat Keras Mekanis.................................................................... 23


xi

3.2.1. Perancangan prototype model rumah pintar................................................... 233.2.2. Hubungan perangkat keras mekanik...............................................................23

3.3. Perancangan perangkat keras elektronis..................................................................243.3.1. Perancangan sensor cahaya/Photodioda..........................................................243.3.2. Perancangan Driver Lampu DC.......................................................................25

3.3.2.1. Regulator Tegangan................................................................................253.3.2.2. Transistor Switching TIP 41..................................................................27

3.3.3. Penggunaan Port GPIO.................................................................................... 283.4. Perancangan Perangkat Lunak..................................................................................28

3.4.1. Perancangan tampilan GUI.............................................................................. 293.4.2. Subrutin pengendalian Lampu Manual........................................................... 303.4.3. Subrutin pengendalian Lampu Otomatis........................................................ 33

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN.............................................................................................. 38

4.1. Perubahan Perancangan..............................................................................................384.1.1. Perubahan Perancangan Regulator Tegangan................................................ 384.1.2. Perubahan Perancangan Hubungan Perangkat Keras.................................... 394.1.3. Perubahan Penggunaan Port GPIO..................................................................40

4.2. Hasil Implementasi..................................................................................................... 414.3. Analisa Keberhasilan Alat..........................................................................................454.4. Pembahasan Perangkat Keras.................................................................................... 50

4.4.1. Driver Lampu DC.............................................................................................514.4.2. ADC MCP3008.................................................................................................54

4.4.2.1. Sensor Cahaya.........................................................................................554.4.2.2. Sensor Motion.........................................................................................564.4.2.3. Sensor Ultraviolet................................................................................... 57

4.4.3. Modul RTC DS1307.........................................................................................604.5. Pembahasan Perangkat Lunak................................................................................... 61

4.5.1. Pembahasan Perangkat Lunak Pengontrol Lampu Otomatis........................ 674.5.2. Pembahasan Perangkat Lunak Pengontrol Lampu Manual...........................734.5.3. Pembahasan Perangkat Lunak Antar muka (GUI).........................................76

BAB VKESIMPULAN DAN SARAN.............................................................................................. 80

5.1. Kesimpulan..................................................................................................................805.2. Saran.............................................................................................................................80

DAFTAR PUSTAKA..............................................................................................................81LAMPIRAN.............................................................................................................................L1


xii

DAFTAR GAMBARHalaman

Gambar 1.1 Diagram blok perancangan.................................................................................... 4Gambar 2.1. Alamat pin GPIO...................................................................................................8Gambar 2.2. Jenis sensor analog dan digita.............................................................................. 9Gambar 2.3. PIR sensor (sensor Piroelektrik).........................................................................10Gambar 2.4. Jangkauan pir motion sensor.............................................................................. 11Gambar 2.5. Photodioda........................................................................................................... 12Gambar 2.6. Rangkaian pembagi tegangan.............................................................................12Gambar 2.7. Modul sensor Ultraviolet.................................................................................... 13Gambar 2.8. Respon spektrum arus......................................................................................... 13Gambar 2.9. Modul PCF8591.................................................................................................. 14Gambar 2.10. Karakteristik single input..................................................................................15Gambar 2.11. Rangkaian RTC DS1302.................................................................................. 15Gambar 2.12. Modul RTC DS1302......................................................................................... 16Gambar 2.13. Struktur Dioda laser.......................................................................................... 16Gambar 2.14. Lampu DC..........................................................................................................17Gambar 2.15. Rangkaian penyearah satu fasa gelombang penuh......................................... 17Gambar 2.16. Gelombang masukan dan gelombang keluaran penyearah............................18Gambar 2.17. Gelombang keluaran penyearah terhubung filter............................................18Gambar 2.18. Seri IC 78 dan tegangan keluaran yang dihasilkan.........................................19Gambar 2.19. Rangkaian regulator tegangan..........................................................................19Gambar 2.20. Minimal tegangan masukan regulator tegangan IC seri 7800....................... 19Gambar 2.21. Transistor switching..........................................................................................20Gambar 3.1. Diagram blok perancangan.................................................................................21Gambar 3.2. Perancangan Prototype Model Rumah Pintar................................................... 22Gambar 3.3. Desain prototype rumah pintar...........................................................................23Gambar 3.4. Hubungan perangkat keras................................................................................. 24Gambar 3.5. Perancangan sensor cahaya................................................................................ 25Gambar 3.6. Rangkaian penyearah tegangan..........................................................................26Gambar 3.7. Perancangan regulator tegangan menggunakan IC 7812................................. 26Gambar 3.8. Keseluruhan perancangan driver lampu DC..................................................... 27Gambar 3.9. Diagram alir utama..............................................................................................29Gambar 3.10. Perancangan tampilan pengendalian lampu(GUI)..........................................30Gambar 3.11. Diagram alir utama pengendalian lampu manual........................................... 31Gambar 3.12. Diagram alir pengendalian lampu manual 1 dan 2......................................... 32Gambar 3.13. Diagram alir pengendalian lampu manual 3 dan 4......................................... 33Gambar 3.14. Diagram alir utama pengendalian lampu otomatis......................................... 34Gambar 3.15. Diagram alir pengendalian lampu otomatis untuk lampu 1 dan 2.................35Gambar 3.16. Diagram alir pengendalian lampu otomatis untuk lampu 3 dan 4.................36Gambar 3.17. Diagram alir pengambilan data pengontrol lampu otomatis

lampu 1 dan 2.................................................................................................... 37Gambar 3.18. Diagram alir pengambilan data pengontrolan lampu otomatis

lampu 3 dan 4 ..................................................................................................37Gambar 4.1. Perancangan regulator tegangan baru................................................................38Gambar 4.2. Setting RTC sebagai jam Raspberry Pi............................................................. 39Gambar 4.3. Rangkaian pin MCP3008 ADC..........................................................................39Gambar 4.4. Hubungan perangkat keras................................................................................. 40Gambar 4.5. GUI pusat pengontrol lampu pada rumah pintar...............................................41


xiii

Gambar 4.6. Bentuk fisik prototype rumah pintar tampak atas.............................................42Gambar 4.7. Bentuk fisik prototype rumah pintar tampak depan......................................... 42Gambar 4.8. Bentuk fisik Driver lampu DC........................................................................... 42Gambar 4.9. Bentuk fisik regulator tegangan......................................................................... 43Gambar 4.10. Bentuk fisik Modul MCP3008......................................................................... 43Gambar 4.11. Bentuk fisik Modul RTC DS1307................................................................... 43Gambar 4.12. Bentuk fisik Sensor Cahaya..............................................................................43Gambar 4.13. Bentuk fisik Modul PIR Motion Sensor..........................................................44Gambar 4.14. Bentuk fisik Modul Sensor Ultraviolet GUVA S12SD................................. 44Gambar 4.15. GUI dalam keadaan mode manual...................................................................44Gambar 4.16. GUI dalam keadaan mode otomatis.................................................................45Gambar 4.17. Pengontrol lampu manual kondisi semua lampu dalam

keadaan menyala...............................................................................................46Gambar 4.18. Angka yang dimasukan pada pengaturan waktu nyala lampu.......................46Gambar 4.19. Contoh bugs memasukkan angka waktu nyala/mati...................................... 47Gambar 4.20. Contoh eksekusi pengontrolan waktu nyala/mati lampu............................... 48Gambar 4.21. Data pendeteksian sensor sebagai masukan pengontrol

lampu otomatis..................................................................................................48Gambar 4.22. Tombol untuk mematikan lampu kamar mandi pengotrol

lampu mode otomatis....................................................................................... 49Gambar 4.23. Data hasil pengontrol lampu mode otomatis...................................................50Gambar 4.24. Gelombang Duty cycle pada Driver lampu 1..................................................51Gambar 4.25. Gelombang Duty cycle pada Driver lampu 2..................................................51Gambar 4.26. Gelombang Duty cycle pada Driver lampu 3..................................................51Gambar 4.27. Gelombang Duty cycle pada Driver lampu 4..................................................52Gambar 4.28. Grafik tegangan keluaran pada lampu 1..........................................................53Gambar 4.29. Grafik tegangan keluaran pada lampu 2..........................................................53Gambar 4.30. Grafik tegangan keluaran pada lampu 3..........................................................54Gambar 4.31. Grafik tegangan keluaran pada lampu 4..........................................................54Gambar 4.32. Grafik hasil pengujian ADC 10 Bit Sensor Cahaya 1.................................... 56Gambar 4.33. Grafik hasil pengujian ADC 10 Bit Sensor Cahaya 2.................................... 56Gambar 4.34. Grafik hasil pendeteksian PIR Motion Sensor................................................57Gambar 4.35. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX)

saat pagi cerah...................................................................................................58Gambar 4.36. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX)

saat siang ......................................................................................................... 58Gambar 4.37. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX)

saat sore cerah................................................................................................... 59Gambar 4.38. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX)

saat pagi berawan..............................................................................................59Gambar 4.39. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX)

saat siang berawan............................................................................................ 59Gambar 4.40. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX)

saat sore berawan.............................................................................................. 60Gambar 4.41. Hasil perbandingan waktu Modul RTC DS1307 dan waktu nyata............... 61Gambar 4.42. Listing program modul python.........................................................................61Gambar 4.43. Listing program pengauran GPIO Raspberry Pi............................................. 62Gambar 4.44. Listing program definisi fungsi auto dan manual........................................... 62Gambar 4.45. Listing program definisi kecerahan lampu 1...................................................63


xiv

Gambar 4.46. Listing program definisi pemanggilan waktu Raspberry Pi...........................63Gambar 4.47. Listing program definisi atur pada box entry waktu nyala lampu 1..............64Gambar 4.48. Listing program definisi clear box entry dan off waktu nyala lampu 1........ 64Gambar 4.49. Listing program membaca channel ADC dan konversi ADC ke Volts........ 65Gambar 4.50. Listing program pengaturan channel sensor....................................................65Gambar 4.51. Listing program definisi dalam tombol pengontrol lampu manual............... 66Gambar 4.52. Listing program master GUI............................................................................ 67Gambar 4.53. Listing program looping master GUI.............................................................. 67Gambar 4.54. Pengaturan waktu nyala lampu........................................................................ 67Gambar 4.55. Listing program fungsi dalam pengaturan waktu nyala lampu 1.................. 68Gambar 4.56. Listing program definisi fungsi kecerahan lampu 1....................................... 69Gambar 4.57. Grafik hasil Duty cycle GPIO pada pengontrol otomatis waktu

nyala lampu....................................................................................................... 69Gambar 4.58. Tombol pengontrol lampu otomatis berdasarkan pendeteksian sensor........ 69Gambar 4.59. Listing program pengolahan data ADC di dalam python...............................70Gambar 4.60. Listing program fungsi pengontrol lampu otomatis berdasarkan

pendeteksian sensor.......................................................................................... 71Gambar 4.61. Grafik hasil Duty cycle GPIO pengontrol otomatis berdasarkan

sensor cahaya.................................................................................................... 72Gambar 4.62. Grafik hasil Duty cycle GPIO pengontrol otomatis berdasarkan

sensor motion.................................................................................................... 72Gambar 4.63. Grafik hasil Duty cycle GPIO pengontrol otomatsi berdasarkan

sensor UV.......................................................................................................... 72Gambar 4.64. Tombol pada GUI pengontrol lampu manual................................................. 73Gambar 4.65. Pemrograman pengontrol lampu manual........................................................ 74Gambar 4.66. Grafik Duty cycle GPIO pada pengontrol lampu 1.........................................75Gambar 4.67. Grafik Duty cycle GPIO pada pengontrol lampu 2.........................................75Gambar 4.68. Grafik Duty cycle GPIO pada pengontrol lampu 3.........................................75Gambar 4.69. Grafik Duty cycle GPIO pada pengontrol lampu 4.........................................76Gambar 4.70. Penampil jam pada GUI pusat pengontrol lampu...........................................76Gambar 4.71. Listing program penampil jam pada GUI........................................................76Gambar 4.72. Denah lampu ruamh pintar............................................................................... 76Gambar 4.73. Listing program denah lampu rumah pintar.................................................... 77Gambar 4.74. Tombol pengontrol mode otomatis dan mode manual...................................77Gambar 4.75. Listing program tombol pengontol mode otomatis dan mode manual..........77Gambar 4.76. Tombol pengontrol lampu otomatis pada GUI............................................... 78Gambar 4.77. Listing program tombol pengontrol lampu otomatis pada GUI.................... 78Gambar 4.78. Tombol pengontrol lampu manual pada GUI................................................. 79Gambar 4.79. Listing program tombol pengontrol lampu manual pada GUI.......................79


xv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Spesifikasi modul GUVA-S12D sensor................................................................ 14Tabel 3.1. Keadaan lampu 2 menggunakan sensor cahaya....................................................25Tabel 3.2. penggunaan port GPIO........................................................................................... 28Tabel 4.1. Penggunaan port GPIO........................................................................................... 40Tabel 4.2. hasil pengujian pengontrol lampu manual.............................................................46Tabel 4.3. Data hasil pengujian waktu nyala lampu 1............................................................47Tabel 4.4. Data hasil pengujian pengontrol lampu otomatis lampu 2 berdasarkan

pendeteksian Sensor Cahaya 1 dan Sensor Cahaya 2........................................... 48Tabel 4.5. Data hasil pengujian pengontrol lampu otomatis lampu 3 berdasarkan

pendeteksian Sensor Motion................................................................................... 49Tabel 4.6. Data hasil pengujian pengontrol lampu otomatis lampu 4 berdasarkan

pendeteksian Sensor UV......................................................................................... 49Tabel 4.7. Data pengecekan VCE pada Driver lampu............................................................52Tabel 4.8. Data hasil pengujian Driver lampu DC saat semua lampu dalam

keadaan menyala......................................................................................................52Tabel 4.9. Hasil pengujian sensor cahaya dengan memaparkan cahaya langsung

sinar laser..................................................................................................................55Tabel 4.10. Hasil data pengujian jarak Modul PIR Motion Sensor...................................... 56Tabel 4.11. Data hasil pengujian Sensor Ultraviolet..............................................................58


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Perkembangan teknologi informasi saat ini sangat pesat dengan adanya informasi

tentang perkembangan teknologi di dunia membuat pelaku industri makro maupun industri

mikro yang bergerak dibidang teknologi berlomba-lomba untuk mengembangkan

teknologi dari berbagai aspek kehidupan sehari-hari. Mulai dari kenyamanan, keamanan,

keselamatan, hemat energi, dan kemudahan. Termasuk rumah pintar yang mulai ramai

diperbincangkan di mancanegara. Konsep rumah pintar dilengkapi dengan teknologi yang

memungkinkan berbagai sistem dan perangkat dirumah dapat berkomunikasi satu sama

lain[1].

Rumah pintar berisi berbagai sistem dan perangkat, seperti pemanas sentral, alarm

kebakaran, televisi, pencahayaan dan media-media lainnya yang dapat menyampaikan

informasi dan perintah satu sama lain. Untuk saat ini rumah pintar sudah dikembangkan

dengan otomasi rumah berdasarkan keadaan yang sedang berlangsung dengan

pendektesian menggunakan sensor atau di kontrol menggunakan remote[1]. Bagian yang

penting dalam otomasi pada rumah itu sendiri mengedepankan kenyamanan, keamanan,

dan kemudahan. Termasuk pencahayaan, dimana aktifitas sehari-hari yang dilakukan

didalam ruangan maupun diluar ruangan tidak lepas dari bantuan pencahayaan, cahaya itu

sendiri berasal dari matahari dan lampu yang terpasang pada rumah tinggal, gedung,

perkantoran, dan lain-lain. Bagi sebagian orang ada yang enggan untuk selalu

menghidupkan lampu atau mematikan lampu saat sedang beraktifitas, dan selalu

memperhatikan keadaan lampu pada rumah yang memiliki bangunan luas seperti gedung,

perkantoran, dan lain-lain. Selain itu kerap kali seseorang merasa gundah ketika sudah

malam dan tidak ada dirumah. Rumah pintar dapat memberikan solusi pada permasalahan

tersebut, dengan mengaplikasikan sistem otomasi pada pencahayaan rumah sehingga dapat

memudahkan pemilik rumah dalam kehidupan sehari-hari.

Dari penelitian yuli murtia yang berjudul “Lampu panggung terkendali musik berbasis

Raspberry Pi” yang prinsip kerjanya adalah Raspberry pi sebagai pusat pengolah data dari

file musik. Raspberry pi mendeteksi nada dan tempo, hasil pendeteksian nada menentukan


2

penyalaan lampu beserta variasi warna lampu panggung, dan hasil pendeteksian

tempo menetukan terang redup lampu panggung[2]. Dan pada tugas akhir apriyanto yang

berjudul “Aplikasi PLC Modicon M221 untuk Smart Home dengan HMI Berbasis

Android”. yang prinsip kerjanya adalah sebuah Smart Home yang terdiri dari pengendali

lampu, pengendali motor, dan pengendali keamanan[3].

Pada tugas akhir yang berjudul “Pusat Pengontrol Lampu pada Rumah Pintar Berbasis

Raspberry” ini mengembangkan dua referensi diatas. Aplikasi pada tugas akhir ini berupa

pengendalian lampu DC berbasis raspberry pi seperti pada tugas akhir yang berjudul

“Lampu Panggung Terkendali Musik Berbasis Raspberry Pi” yang mengaplikasikan

raspberry pi sebagai pusat pengolah data, dan tugas akhir ini berupa prototype rumah dan

sensor sebagai masukan dari tugas akhir yang berjudul “Aplikasi PLC Modicon M221

untuk Smart Home dengan HMI Berbasis Android”. Pada tugas akhir ini, pencahayaan

otomatis dengan masukan sensor serta dapat di kendalikan pada tampilan GUI.

1.2. Tujuan dan Manfaat

Tujuan yang hendak dicapai dari tugas akhir ini adalah:

1. Membuat prototype rumah pintar dengan pusat pengaturan lampu berupa

tampilan GUI berbasis Raspberry pi.

Manfaat yang diharapkan pada tugas akhir ini adalah:

1. Memudahkan pemilik rumah dalam pencahayaan ketika sudah diterapkan.

2. Diharapkan dapat memberikan sumbangan pemikiran dan acuan mengenai home

automation menggunakan Raspberry pi sehingga bisa dikembangkan lebih lanjut.

3. Memberikan gambaran mengenai salah satu aplikasi yang dapat diterapkan

menggunakan Raspberry pi.

1.3. Batasan Masalah

Pada tugas akhir ini perlu adanya batasan masalah yang sesuai dengan judul tugas

akhir, agar pembahasannya mengarah ke tujuan pembuatan tugas akhir ini, adapun batasan

masalahnya sebagai berikut:

1. Menggunakan maket rumah dengan satu halaman rumah, satu ruang tamu, satu kamar

tidur, dan satu kamar mandi.


3

2. Menggunakan satu buah Raspberry pi 3 model B sebagai pusat pengolah data.

3. Menggunakan sensor cahaya(LDR) untuk mendeteksi keberadaan orang saat melewati

pintu.

4. Menggunakan IR Motion sensor sebagai pendeteksi pergerakan.

5. Menggunakan satu buah modul GUVA-S12D sebagai sensor ultraviolet sebagai

otomatis pencahayaan.

6. Lampu yang digunakan adalah lampu DC sebanyak empat buah.

7. Pengendali nyala lampu berdasarkan waktu nyata, Menggunakan Modul DS1307

sebagai Real Time-Clock pada Raspberry pi.

8. ADC/DAC, Menggunakan MCP3008 sebagai ADC dari sensor.

9. Membuat tampilan berupa GUI sebagai pusat pengontrol lampu.

1.4. Metodologi Penelitian

Berdasarkan tujuan yang ingin dicapai dalam penyusunan tugas akhir ini metode

penelitian yang digunakan adalah:

1. Studi pustaka, yaitu dengan cara mengumpulkan informasi dari berbagai literatur,

literarur tersebut antara lain berupa buku, jurnal, datasheet. Selain itu, informasi

dikumpulkan dari artikel-artikel diinternet yang mencangkup informasi Raspberry

pi, pengaplikasian Raspberry pi dan bahasa pemrogaman pyton.

2. Dokumenter, yaitu dengan cara mendapatkan sumber informasi dan arsip yang

berkaitan dengan tugas akhir penulis, sehingga dapat membantu penulis dalam

menyusun tugas akhir.

3. Perancangan subsistem hardware, yaitu dengan cara merancang alat-alat yang

dibutuhkan menjadi subsistem yang optimal berdasarkan pertimbangan dan tujuan

dari perancangan alat pada tugas akhir.


4

Sensor Cahaya 1

SensorUltaraviolet

Sensor gerakIR.Motion

Raspberry Pi

Pyton RPi.GPIO

Penampil pengendalian lampuotomatis dan manual (GUI)

DriverLampu DC

Lampu DC

Sensor Cahaya 2

Tombol

Gambar 1.1 Diagram blok perancangan

4. Pembuatan sistem hardware. berdasarkan gambar 1.1, rangkaian akan bekerja

berdasarkan dari beberapa masukan sensor dan pengendalian waktu nyala lampu

maupun kecerahan lampu yang digunakan sebagai masukan dari Raspberry pi.

Pengendalian lampu dilakukan menggunakan tampilan pengendalian berupa GUI

yang dapat mengatur kecerahan lampu dan waktu nyala lampu. Sensor cahya akan

diuji pada saat terhalangi oleh benda atau tangan manusia untuk menyalakan

lampu pada ruangan kamar tidur. Sensor pergerakan (IR motion sensor) akan diuji

dengan bantuan tangan manusia memasuki ruangan kamar mandi untuk

menyalakan lampu secara otomatis. Sensor ultraviolet akan diberi paparan sinar

matahari atau sinar UV untuk menyalakan dan mengatur kecerahan lampu

halaman secara otomatis.

5. Proses pengambilan data. Pengambilan data sensor ultraviolet akan dilakukan

dengan memberikan sinar UV (sinar matahari) dengan level yang berbeda, yaitu

pada saat pagi, siang, sore, dan malam. Data yang diambil adalah banyaknya sinar

UV yang diterima digunakan sebagai masukan pada kecerahan lampu.

Pengambilan data pada sensor cahaya dengan cara melewatkan benda pada sensor

dengan ketentuan salah satu atau semua mendeteksi dan tidak sama sekali. Maka

data yang diambil adalah tegangan yang dihasilkan dari pengujian benda tersebut.

Pada motion sensor pengambilan data dilakukan dengan memberikan gerakan

pada jarak yang berbeda. Data yang diambil adalah aktif atau tidaknya sensor

pada jarak yang berbeda-beda. Pengujian waktu nyala lampu, data yang diambil

pada saat waktu yang ditentukan lampu menyala atau padam. Untuk pengambilan

data kecerahan lampu melalui tampilan GUI, lampu diatur pada saat menyala,


5

redup, dan padam. Data yang diambil adalah tegangan dan PWM pada saat

kondisi tersebut.

6. Analisa dan penyimpulan hasil percobaan, analisa data dilakukan dengan

pengecekan perubahan tegangan pada masing-masing sensor. Dan data pada

tegangan keluaran pada GPIO sebagai masukan lampu pada saat kondisi tertentu.

Analisa dan pengambilan kesimpulan mengacu pada kesesuaian sistem yang

dibuat dengan perancangan sistem yang diharapkan.


6

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Rumah Pintar

Konsep tentang rumah pintar telah berkembang sejak awal tahun 1980-an ketika

konsep smart building mulai digunakan. Rumah pintar memiliki teknologi cerdas dengan

remot atau pusat pengendalian dan sensor. Dalam rumah pintar, keinginan pemilik dan

semua kebutuhan atau beberapa bagian peralatan dan fungsinya menjadi prioritas utama.

Pada awalnya, ide tentang rumah pintar ini bertujuan untuk meningkatkan

kenyamanan rumah bagi orang yang tidak cacat. Sekarang, rumah pintar juga memberi

kenyamanan dan memenuhi kebutuhan oarang tua dan orang cacat untuk membantu serta

menyemangati mereka. Rumah pintar berisi berbagai sistem dan perangkat, seperti

pemanas sentral, alarm kebakaran, televisi, pencahayaan dan media-media lainnya yang

dapat menyampaikan informasi dan perintah satu sama lain. Untuk saat ini rumah pintar

sudah dikembangkan dengan otomasi rumah berdasarkan keadaan yang sedang

berlangsung dengan pendektesian menggunakan sensor atau di kontrol menggunakan

remote[1]. Banyak organisasi yang mengembangkan peralatan bangunan cerdas tersebut,

seperti MIT, Siemens, Cisco, IBM, Xerox, Microsoft, dan banyak lagi lainnya yang telah

bekerja untuk rumah pintar.

Teknologi untuk rumah pintar pun semakin dikembangkan dari berbagai sisi, mulai

dari strukturnya hingga sisi ekonomisnya. Teknologi yang sedang berkembang ini pun

telah dapat dibuat dengan perangkat yang murah dan mudah didapatkan tetapi memiliki

nilai jual yang mahal serta inovasi dari rumah pintar sangat dinanti dan di perhitungkan

oleh masyarakat luas. Rumah pintar bukan merupakan hal yang baru sehingga banyak

perseorangan yang mulai berinovasi membuatnya sendiri[3].

2.2. Raspberry Pi [4][5]

Raspberry pi merupakan mikrokomputer single-board circuit, dengan sistem chip

Broadcom BCM2835 untuk raspi satu, Broadcom BCM2836 SoC untuk raspi dua, dan

Broadcom BCM2837 untuk raspi tiga, chip mengintergrasikan sebuah prosesor(CPU),


7

graphics processing unit(GPU), dan memori pada suatu unit tunggal. Raspberry pi

untuk sekarang sudah banyak generasi atau perkembangan dan model yang telah dirilis

seperti Raspberry pi generasi pertama dengan model A, A+, B, B+, dan CM. Raspberry pi

generasi kedua. Dan yang paling baru Raspberry pi generasi ketiga. Semakin baru

generasi dari Raspberry pi maka spesifikasinya lebih baik. Raspberry pi generasi ketiga

model B adalah pembaruan dari Raspberry pi generasi kedua model B+, bagian-bagian

Raspberry pi generasi ketiga model B adalah sebagai berikut:

1. Prosesor

Prosesor berupa chip 32 bit, 1,2GHz system on a chip, dengan arsitektur Broadcom

BCM2387 chipset, Quad-Core ARM Cortex-A53, memiliki RAM sebesar 1 GB.

2. Slot secure digital card (SD Card)

Raspberry pi memiliki kapasitas penyimpanan berupa SD Card. SD Card digunakan

sebagai Hard drive untuk menyimpan seluruh data.

3. Port USB

Raspberry pi ini terdapat empat buah port USB. Port USB digunakan untuk terhubung

dengan perangkat keras seperti keyboard atau mouse.

4. Port Ethernet

Raspberry pi generasi kedua model B memiliki sebuah port Ethernet yaitu 10/100

BaseT Ethernet socket untuk terhubung ke jaringan LAN dengan standar RJ45.

5. Konektor HDMI

Port HDMI digunakan sebagai media keluaran video dan audio digital. Sinyal HDMI

mampu dikonversi menjadi DVI sehingga dapat digunakan untuk berbagai monitor.

6. Keluaran composite video

HDMI (rev 1.3 & 1.4) menyediakan keluaran untuk sinyal video NTSC dan PAL.

7. Keluaran composite audio

3.5mm jack, HDMI menyediakan keluaran standar audio.

8. Konektor kamera

15-pin MIPI Camera Serial Interface (CSI-2).

9. Konektor tampilan (display)

15 jalur flat-flex kabel konektor dengan dua jalur data dan jalur jam.


8

Gambar 2.1. Alamat pin GPIO[5]

Gambar 2.1. meunjukan alamat GPIO dari Raspberry pi generasi kedua dan ketiga,

Raspberry ini memiliki 40 buah pin GPIO(General Purpose Input/Output). Port GPIO

digunakan untuk berhubungan dengan suatu hardware eksternal.

2.3. Bahasa Pemrograman Pyton

Pyton ditemukan oleh Guido van Russom. Pyton merupakan bahasa pemrograman

aras tinggi. Program atau script dapat langsung dieksekusi, tidak perlu proses compiling ke

kode mesin atau bahasa mesin sehingga kondisi error atau kesalahan program dapat

langsung diketahui. Dalam pemrogaman pyton, program dan script tidak perlu

menegaskan sebuah variabel berupa number, list, atau string[6][7]. pyton merupakan open

source software.

1. Modul NumPy

NumPy merupakan modul pyton untuk scientific computing. Modul mempunyai

kemampuan perhitungan N-dimensional arrays, operasi elmen-elmen, aljabar linier,

dan mampu mengoprasikan kode C/C++/fortran[8].

2. Modul SciPy

SciPy merupakan paket yang menggunakan array NumPy dan memanipulasi data

menggunakan permasalahan standar sains dan keteknikan: integrasi, fungsi

maksimum atau minimum, pemrosesan sinyal dan image, matriks serta statistika[8].

3. Modul RPi.GPIO

GPIO merupakan modul untuk membaca dan mengendalikan port GPIO pada

Raspberry pi[5].


9

2.4. Sensor [9]

Sensor adalah komponen atau perangkat yang tujuannya mendeteksi kejadian atau

perubahan lingkungan sekitarnya dan menghasilka output sesuai fungsinya. Cara kerja

sensor dipengaruhi oleh tujuan dari sensor tersebut. Sensor sendiri dalam dunia rangkaian

elektronika mempunyai peranan penting dan mengalami perkembangan yang cukup pesat,

bahkan sampai saat ini terdapat jenis sensor analog dan sensor digital seperti pada gambar

2.2.

Gambar 2.2. Jenis sensor analog dan digital[9]

Pengertian sensor dalam sebuah sistem elektronika, sebuah sirkuit harus bisa

menerima suatu masukan misalnya suara, getaran, dan lain-lain yang akan diubah menjadi

energi listrik. Biasanya komponen yang dipilih untuk kondisi tersebut adalah sensor dan

transduser. Kata transduser sendiri adalah istilah untuk sebuah atau dua buah sensor yang

bisa mendeteksi atau merasakan perubahan lingkungan sekitarnya seperti panas,

perubahan posisi, sinyal listrik, radiasi, tekanan, atau medan magnet dan lain-lain. sebuah

sensor dapat digolongkan dalam dua jenis yaitu :

1. Sensor aktif, cara kerja sensor aktif membutuhkan catu daya eksternal untuk

mengoperasikannya biasanya disebut sinyal pemicu, hal ini digunakan oleh sensor

untuk memperoduksi atau menghasilkan sinyal keluaran.

2. Sensor pasif, cara kerja sensor pasif tidak membutuhkan sumber energi/daya

tambahan dan langsung menghasilkan sinyal listrik dalam mendeteksi perubahan atau

pemicu eksternal.


10

2.4.1. Sensor Pergerakan (PIR Motion Sensor) [10]

PIR sensor digunakan untuk mendeteksi pergerakan, sensor ini hampir selalu

digunakan untuk mendeteksi apakah manusia bergerak masuk atau keluar dari jangkauan

sensor. Sensor ini kecil, memiliki daya rendah, dan biasa digunakan pada gadget serta

robot. PIR merupakan sebuah singkatan dari “Passive Infrared” atau bisa disebut PIR

motion sensor.

2.4.1.1. Prinsip Kerja Sensor Pergerakan [10]

Pada dasarnya PIR sensor yang terbuat dari sensor piroelektrik (logam bulat pada

permukaan PCB dengan kristal segi empat di tengahnya) yang dapat mendeteksi kadar

radiasi inframerah. Semuanya dapat memancarkan radiasi yang rendah, dan semakin panas

sesuatu pergerakan, maka radiasi yang dipancarkan akan semakin besar dan banyak.

Kristal tersebut dapat dilihat pada gambar 2.3.

Gambar 2.3. PIR sensor (sensor Piroelektrik)[11]

Sensor pendeteksi pergerakan ini mendeteksi dari dua bagian yang dapat dilihat pada

gambar 2.4. Alasan untuk itu adalah mendeteksi pergerakan (perubahan) bukan pada

tingkat inframerah rata-rata. Dua bagian ini terhubung, sehingga dapat membatalkan

satusama lain. Jika salah satu bagian mendeteksi kurang atau lebih dari radiasi IR, maka

keluaran akan rendah atau tinggi.

Gambar 2.4. adalah jangkauan dari pir motion, jika dilihat dari depan sensor ini

membentuk lingkaran dengan jarak yang berbeda. Pada bagian warna biru yaitu sensor

yang lurus kedepan dengan maksimal jangkauan 10m. namun sensor ini membaca itensitas

inframerah mencapai jarak maksimal 2,4m dengan seluruh bagian sensor mendeteksi


11

inframerah. Sensor ini bekerja dengan luasan 5m dan sudut 900 kesamping, dan 900 bagian

atas hingga ke bawah.

Gambar 2.4. Jangkauan pir motion sensor

2.4.2. Sensor Cahaya/PhotoDioda

Sensor cahaya adalah alat yang digunakan untuk merubah besaran cahaya menjadi

arus listrik. Prinsip kerja dari alat ini adalah mengubah energi foton menjadi elektron.

Photodioda sama dengan dioda pada umumnya yaitu mengalirkan arus listrik, tetapi

photodioda mengubah cahaya menjadi arus listrik. Cahaya yang diterima photodioda

bermacam-macam yaitu infrared, sinar-X, sinar UV, bahkan cahaya tampak. Photodioda

ini bersifat resistif atau menghambat dengan respon yang cepat[12].

2.4.2.1. Prinsip Kerja Sensor Cahaya

Photodioda dapat digunakan sebagai sensor cahaya yang dapat mengubah cahaya

menjadi aliran listrik. Arus listrik yang dialirkan photodioda tergantung dari itenstas

cahaya yang diterima. Jika sensor cahaya yang menggunakan photodioda ini tidak

menerima cahaya maka hambatan yang timbul akan mengecil dan arus litrik juga mengecil,

tetapi jika sensor cahaya ini menerima cahaya maka hambatannya akan mendekati skala


12

Mohm, dan arus listrik yang mengalir akan membesar[13]. Untuk bentuk dan

bagian-bagian photodioda dapat dilihat pada gambar 2.5.

Gambar 2.5. Photodioda[12]

(a) (b)

Gambar 2.6. Rangkaian pembagi tegangan[13]

Pada gambar 2.6. rangkaian tersebut merupakan rangkaian pembagi tegangan

menggunakan photodioda sebagai sensor. Pada gambar 2.6.a. saat menerima sinar infrared

atau laser, photodioda akan meneruskan aliran listrik sehingga tegangannya tinggi. jika

tidak menerima cahaya atau tidak terpapar cahaya, maka photodioda akan menghambat

aliran arus listrik dan tegangan yang ditimbulkan rendah. Pada gambar 2.6.b. kebalikannya,

jika menerima cahaya maka akan menghambat aliran arus listrik. Jika tidak menerima

cahaya photodioda akan meneruskan aliran listrik[12][13]. Dari penjelasan diatas

didapatkan rumus dari gambar 2.6.b. untuk menghitung besaran tegangan yang timbul dari

sensor cahaya menggunakan photodioda.

xVccR +R

RV

1D

Dout (2.1)

Keterangan:

Vout : Tegangan keluaran (V)

Vcc : Tegangan masukan (V)

RD : Resistor yang timbul dari photodioda (Ω)

R1 : Resistor pembagi tegangan (Ω)


13

2.4.3. Sensor Ultraviolet (GUVA-S12D Sensor)

Sensor ulraviolet adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi intensitas radiasi

ultraviolet. Salah satu tipe dari sensor ultraviolet adalah GUVA-S12D yang dapat

mendeteksi rentang cahaya 200 nm - 370 nm, yang mencangkup spektrum UVA dan

UVB[14]. Sensor ini menggunakan fotodioda UV dan tingkat sinyal dari fotodioda ini

sangat kecil, di tingkat nano-amper. Modul ini menggunakan SGM8521 sebagai penguat

seperti pada gambar 2.7, sehingga modul output dikalibrasi menjadi tegangan analog

output (Aout) yang bervariasi dengan intensitas cahaya UV. Fitur dari modul sensor

ultraviolet yaitu Vcc = 3V s.d. 5.5V, GND, dan Aout.

Gambar 2.7. Modul sensor Ultraviolet[14]

2.4.3.1. Prinsip Kerja Sensor Ultraviolet

UV sensor bekerja saat terpapar sinar matahari atau sinar UV. sensor ini akan

mendeteksi sinar matahari, indeks UV dan photocurrent memiliki hubungan linier seperti

pada gambar[16].

Gambar 2.8. Respon spektrum arus[16]


14

Gambar 2.8. adalah respon spektrum arus yang muncul saat sensor mendeteksi sinar

matahari, modul ini memiliki spesifikasi yang harus diperhatikan karena menyangkut

sistem kerja, dapat dilihat pada tabel 2.1. yang merupakan spesifikasi kerja dari

GUVA-S12D.

Tabel 2.1. Spesifikasi modul GUVA-S12D sensor[15][16]

Keterangan Minimal Standar Maksimal SatuanTegangan kerja 3.3 5.0 5.1 VDCArus 0.5 AIndeks UV 0 11 -Tegangan keluaran terhadap IndeksUV

<50 1170 mV

Respon panjang gelombang 200 370 NmSuhu kerja -20 +85 0C

2.5. Modul PCF8591(ADC/DAC)

PCF8591 adalah chip tunggal, supplay tunggal dengan daya rendah, 8-bit data akuisisi

CMOS. perangkat ini memiliki empat analog input, satu output analog dengan antarmuka

I2C-bus serial. Tiga alamat pin A0, A1, A2 dan A3 adalah input analog yang digunakan

untuk pemrograman alamat dari hardware[17].

Gambar 2.9. Modul PCF8591

Gambar 2.9. adalah Modul PCF8591, modul ini memungkinkan penggunaan hingga

empat perangkat yang terhubung ke I2C-bus tanpa hardware tambahan. Fungsi perangkat

termasuk input analog multiplexing, on-chip track dan mengkonversi fungsi 8-bit

analog-ke-digital dan 8-bit digital-ke-analog. Dengan fitur sebagai berikut:

12C = alamat, kontrol, dan data dari hardware maupun pengolah data ditransfer serial

melalui dua baris bidirectional I2C-bus.

Ain = empat analog input

Aout = satu analog output


15

pada gambar 2.10 adalah karakteristik single input. Tingkat konversi maksimum

dijalankan melalui kecepatan maksimum I2C-bus[17].

Gambar 2.10. Karakteristik single input[17]

2.6. Modul DS1302 RTC(Real-Time Clock)

DS1302 merupakan chip ketepatan waktu yang berisi waktu nyata berupa jam dan

kalender dengan RAM 31byte, RTC(Real-Time Clock) ini berkomunikasi dengan

mikroprosesor melalui antarmuka serial sederhana. RTC memiliki ketepatan waktu mulai

dari detik, menit, jam, hari, tanggal, bulan, dan tahun. Akhir tanggal bulan secara otomatis

disesuaikan dengan satu bulan kurang dari 31 hari, termasuk dengan koreksi tahun kabisat.

Jam beroprasi baik dalam 24 jam atau format 12 jam AM dan 12 jam PM[18].

Gambar 2.11. Rangkaian RTC DS1302[18]


16

Antarmuka DS1302 dengan mikroprosesor disederhanakan dengan menggunakan

komunikasi serial sinkron. Paga gambar 2.11. hanya tiga kabel yang diperlukan selain

Vcc/Vcc2 untuk berkomunikasi yaitu dengan jam/RAM:CE, I/O (baris data), dan SCLK

(Serial Clock). Data dapat ditransfer dengan jam/RAM 1 byte pada suatu waktu

penggunaannya dapat mencapai hingga 31 byte. Pada X1 dan X2 diberi 32.768kHz Quartz

Crystal. DS1302 yang dirancang untuk beroperasi pada daya sangat rendah dan

menyimpan data maupun informasi jam kurang dari 1uW[18].

Gambar 2.12. Modul RTC DS1302

Gambar 2.12. adalah Modul RTC DS1302, modul ini menggunakan daya dari

masukan mikroprosesor(Vcc), dan memiliki daya cadangan dari baterai 3 Volt. Hal

tersebut untuk memberi keamanan pada waktu/kalender maupun data yang sudah

disimpan atau di setting.

2.7. Dioda Laser (Laser Pointer)

Gambar 2.13. adalah struktur dioda laser, Dioda laser adalah laser pointer yang bisa

digunakan sebagai LED pada level rendah dengan skala mW, laser ini seperti optik yang

memancarkan sinar yang cukup kuat, sinar laser ini dapat mencapai 1MW/cm2[19].

Gambar 2.13. Struktur Dioda laser


17

Dioda laser memiliki tiga pin yaitu katode, anode, dan common. Tegangan yang

dibutuhkan 2 Volt-2.5 Volt, dengan bentuk yang kecil namun sinar gelombang dioda laser

ini dapat mencapai 650nm hingga 660nm[19].

2.8. Lampu DC

. Lampu DC yang digunakan adalah lampu bohlam kecil yang khusus mendapatkan catu

daya DC 2,5V sampai 12V, arus maksimal yang dibutuhkan lampu ini adalah 300mA.

Lampu DC tersebut dapat dilihat pada gambar 2.14.

Gambar 2.14. Lampu DC

2.9. Driver Lampu DC

2.9.1. Penyearah Satu Fasa Gelombang Penuh

Rangkaian penyearah gelombang penuh ini dapat dirancang menggunakan

transforamator dan 4 dioda[21]. Gambar 2.15. adalah rangkaian penyearah satu fasa

gelombang penuh.

Gambar 2.15. Rangkaian penyearah satu fasa gelombang penuh[21]

Pada perancangan, keluaran transformator memberi suplai daya ke dioda D1 dan D2 yang

mendapatkan setengah siklus positif. Pada dioda D3 dan D4 didapatkan setengah siklus


18

negatif[21]. Gambar 2.16. adalah gelombang masukan dan gelombang keluaran

penyearah.

Gambar 2.16. Gelombang masukan dan gelombang keluaran penyearah [21]

Pada rangkaian satu fasa gelombang penuh diberi suatu filter, agar memperoleh

tegangan keluaran berupa gelombang dc, filter ini berupa kapasitor. Kapasitor dapat

mengecilkan ripple pada gelombang keluaran[22]. Gambar 2.17. adalah gelombang

keluaran penyearah terhubung filter.

Gambar 2.17. Gelombang keluaran penyearah terhubung filter[22]

Nilai ripple pada kapasitor dapat dihitung sebagai berikut[22]:

%1004,2

%100)(

dc

dcr

CVI

VdcrmsV

r (2.2)

Keterangan:

r : Ripple kapasitor filter

Vr(rms) : Tegangan ripple (rms)

Vdc : Tegangan keluaran dc (V)

C : Nilai kapasitor (uF)

Idc : Arus beban (mA)


19

2.9.2. Regulator Tegangan IC 7812

Regulator tegangan dengan IC seri 7800 memiliki keluaran dari rentang 5V s.d. 24V.

pada seri 7812 menghasilkan tegangan keluaran +12V, tetapi pada simulasinya tegangan

keluaran akan menghasilkan tegangan lebih rendah atau lebih tinggi yaitu 11.5V s.d.

12.5V. arus maksimal dari regulator tegangan ini yaitu 1,5A, jika diberikan arus beban

melebihi 1,5A maka regulator akan panas atau rusak pada IC[22]. Gambar 2.18.

menunjukan seri 7800 dan tegangan keluaran yang dihasilkan.

Gambar 2.18. Seri IC 78 dan tegangan keluaran yang dihasilkan[22]

Pada perancangannya regulator tegangan ini terdapat kapasitor sebagai filter, untuk C1

adalah filter dari keluaran penyearah untuk tegangan masukan regulator. Pada C2 tersebut

cukup diberi 0,01uF untuk menghilangkan noise[22]. Gambar 2.19. adalahrangkaian

regulator tegangan.

Gambar 2.19. Rangkaian regulator tegangan[22]

Gambar 2.20. adalah minimal tegangan masukan yang dapat mengoprasikan regulator

tegangan dengan IC seri 7800[22].

Gambar 2.20. Minimal tegangan masukan regulator tegangan IC seri 7800[22]


20

2.9.3. Transistor Switching

Transistor ini dapat digunakan sebagai saklar dengan arus pada terminal bias yang

dapat diubah-ubah. Konfigurasi yang digunakan adalah emitter-bias configuration dimana

semakin besar arus pada terminal bias maka transitor akan aktif dan arus pada terminal

collector dialirkan pada terminal emiter juga semakin besar[22]. Gambar 2.20. adalah

rangkaian transistor switching.

Gambar 2.21. Transistor switching[22]

Arus pada terminal transistor dapat dihitung dengan[22]:

Arus pada terminal Bias:

B

BECCBmax

RVV

I

(2.3)

Dengan:

BmaxCsat IβI (2.4)

Keterangan:

VCC : Tegangan masukan (V)

VBE : Tegangan base emittor (V)

β : hFE pada transistor

ICsat : Arus pada terminal collector (A)

IBmax : Arus pada terminal bias (A)

RB : Resistor yang terhubung bias (Ω)


21

BAB III

PERANCANGAN

3.1. Pendahuluan

Sistem ini terdiri dari subsistem pengolahan sinyal analog (sensor) dan subsistem

pengendalian lampu. Pengolahan sinyal analog dilakukan pada Raspberry pi yang sudah

dikonversi ke sinyal digital atau analog to digital converter (ADC). Subsistem

pengendalian lampu berupa driver lampu DC yang menerima sinyal duty cycle berupa

pulse width modulation (PWM) dari Raspberry pi. Sistem tersebut terdapat GUI sebagai

penampil kendali lampu manual dalam sistem maupun kendali lampu manual dengan

tombol serta kendali lampu otomatis. Gambar 3.1. menunjukan diagram blok perancangan.

Sensor Cahaya 1

SensorUltaraviolet

Sensor gerakIR.Motion

Raspberry Pi

Pyton RPi.GPIO

Penampil pengendalian lampuotomatis dan manual (GUI)

DriverLampu DC

Lampu DC

Sensor Cahaya 2

Tombol

Gambar 3.1. Diagram blok perancangan

Gambar 3.2. bentuk prototype model rumah pintar tampak atas, prototype model

rumah yang dirancang untuk tugas akhir ini terdiri dari ruang tamu, kamar tidur, kamar

mandi, dan halaman dengan masing-masing ruangan dan halaman terdapat satu buah

lampu. Perancangan ini terdiri dari sensor, lampu, tombol, dan tampilan GUI pada

Raspberry sebagai pusat kendali lampu. Masukan terdiri dari sensor dan pengendalian

manual dalam sistem maupun pengendalian manual berupa tombol dengan penampil GUI,

didalam penampil GUI terdapat pengendalian manual dan otomatis.

Pada pengendalian manual dalam sistem maupun tombol, lampu dapat dikendalian

dengan menekan tombol yang terdapat pada GUI untuk menyala maupun padam, tombol

lampu terdapat tiga tombol yaitu kondisi terakhir, on, dan off, tombol tersebut terdapat


22

empat pasang untuk masing-masing ruangan. Selain itu terdapat tombol berupa

hardware yang dapat digunakan sebagai pengendalian lampu 3, sehingga jika kita ingin ke

kamar mandi langsung menekan tombol saja untuk menyalakan lampu pada saat GUI

diatur sebagai pengendalian manual.

Gambar 3.2. Perancangan Prototype Model Rumah Pintar

Pada pengendalian otomatis lampu 1 dapat diatur waktu menyala dan mati lampu serta

dapat diatur kecerahan lampu dengan tiga level kecerahan lampu. Untuk pengendalian

lampu 2 otomatis terdapat dua sensor cahaya yang diletakan pada samping kusen pintu

bagian dalam dan bagian luar kamar tidur, sebagai masukan untuk mendeteksi keberadaan

orang didalam kamar tidur dan keluarannya adalah lampu 2 pada kamar tidur. Sensor

motion diletakan pada dinding atas kamar mandi dan menghadap kearah pintu masuk

kamar mandi, mekanisme dari sensor ini adalah mendeteksi dengan sudut 900 dengan

jarak maksimal pada seluruh bagian sensor mendeteksi 2,4m dengan luasan 5m, sensor ini

digunakan sebagai masukan untuk mendeteksi keberadaan orang dikamar mandi dan

keluarannya adalah lampu 3 pada kamar mandi, pada lampu 3 ini terdapat juga tombol

manual jika keadaan pengendalian diatur sebagai pengendalian manual. Sedangkan untuk

sensor UV diletakan pada bagian luar ruangan yang terpapar sinar matahari langsung,

sensor ini digunakan sebagai masukan untuk kendali lampu 4 pada bagian halaman dengan

level terang, redup, dan padam.


23

3.2. Perancangan Perangkat Keras Mekanis

3.2.1. Perancangan prototype model rumah pintar

Gambar 3.3. adalah desain prototype rumah pintar dan ukurannya, desain tersebut

menunjukan ukuran bangunan model rumah beserta ruangan yang akan dirancang pada

tugas akhir ini. Pada perancangannya bagian pintu di biarkan terbuka untuk memudahkan

pengujian sensor, dan perancangan tersebut bahan yang digunakan adalah papan triplek

yang mudah dibentuk.

Gambar 3.3. Desain prototype rumah pintar

3.2.2. Hubungan perangkat keras mekanik

Hubungan perangkat keras mekanik ini berupa diagram perancangan. Hubungan ini

menunjukan Raspi sebagai pusat pengolah data, adapun alat yang terhubung adalah modul

RTC DS1302, modul PCF8591 ADC, tombol lampu 3, dan keluaran Raspi yang

terhubung kepada driver lampu DC. Hubungan tersebut dapat dilihat pada gambar 3.4.


24

RTC DS1302

PCF8591Analog to Digital

Converter

Sensor Cahaya 1

Sensor UV

Sensor Motion

Driver Lampu DC 1

Raspberry Pi

A input

AI0AI1AI2AI3

Lampu DC 1

239

29

31

33

35

IN

OUT

ID Addres

68

48

PIN

Sensor Cahaya 2

Lampu DC 4

Lampu DC 3

Lampu DC 2

Driver Lampu DC 4

Driver Lampu DC 3

Driver Lampu DC 2

Tombol lampu 337

Gambar 3.4. Hubungan perangkat keras

Pada gambar diatas Raspberry Pi menggunakan pin masukan sebagai komunikasi I2C

yaitu dengan pin 2,3,dan 9 dengan ID addres RTC 68 dan PCF8591 ADC 48. untuk pin 9

sebagai masukan pin tombol. Dan pin keluaran adalah 29,31,33,dan 35 sebagai masukan

untuk driver lampu DC.

3.3. Perancangan perangkat keras elektronis

3.3.1. Perancangan sensor cahaya/Photodioda

Sensor cahaya ini dibangun untuk mendeteksi suatu benda atau manusia yang

melewati sensor ini, sensor ini diletakan pada sisi pintu bagian dalam dan bagian luar

kamar tidur. Sensor ini akan selalu dalam keadaan aktif, dan keluaran sensor ini adalah

lampu pada kamar tidur.

Perancangan sensor cahaya menggunakan photodioda, saat terpapar sinar laser RD

sebesar 28KOhm dan saat terhalang manusia RD sebesar 150KOhm. Pada perancangan

digunakan hambatan R1 sebesar 15KOhm dengan VCC sebesar 5V. Untuk menghitung

tegangan keluaran (Vout) mengacu pada persamaan 2.1. Pada saat photodioda terpapar

sinar laser, maka:

3.25V510151028

1028Vout 33

3


25

Pada saat photodioda terhalang manusia, maka:

4.5V5101510150

10150Vout 33

3

Pada perancangan didapatkan nilai Vout sebesar 3,25V s.d. 4,5V. Hasil perancangan

sensor cahaya tersebut dapat dilihat pada gambar 3.5.

Gambar 3.5. Perancangan sensor cahaya

Pada perancangan tegangan Vout masuk ke ADC lalu diubah saat Vout 3V s.d. 3,75V

berlogika 0 dan pada saat Vout 3,76V s.d. 4,5V berlogika 1. Tabel 3.1. adalah keadaan

lampu 2 menggunakan sensor cahaya photodioda.

Tabel 3.1. Keadaan lampu 2 menggunakan sensor cahayaNo. Sensor cahaya 1 Sensor cahaya 2 counter Keadaan lampu 21 1 0 + (=> 1) menyala2 0 1 - (= 0) Tidak menyala

3.3.2. Perancangan Driver Lampu DC

Perancangan driver lampu dc berupa transistor switching BJT, untuk pensaklaran

lampu serta dapat diatur kecerahan lampu dengan masukan PWM dari sinyal keluaran

Raspberry pi.

3.3.2.1. Regulator Tegangan

Regulator tegangan digunakan sebagai catu daya dari driver lampu dc. Dari catu daya

tersebut didapatkan juga arus beban yang dapat diatur, pengaturan tersebut menggunakan

duty cycle sinyal pensaklaran. Sinyal pensaklaran berupa PWM yang dihasilkan dari

Raspberry pi. Regulator diharapkan mampu menghasilkan arus sebesar 1.2A dan tegangan

keluaran sebesar 12V.


26

Pada perancangan menggunakan trafo sebesar 2A dan empat buah dioda IN5402

sebagai suatu rangkaian penyearah dari tegangan AC ke DC. Masukan tegangan AC

sebesar 220V/60Hz, transformator ini digunakan untuk menurunkan tegangan sebesar

18Vrms. Hasil rangkaian penyearah tegangan ditunjukan pada gambar 3.6.

Gambar 3.6. Rangkaian penyearah tegangan

Sebuah kapasitor filter dipasang pada regulator tegangan. Spesifikasi yang diharapkan

berupa ripple filter sebesar 3% dan tegangan Vdc 15V dengan Idc sebesar 1.2A. Mengacu

pada persamaan 2.2, perhitungan kapasitor untuk regulator tegangan:

F6400150,03

12002,4100%

rV2,4I

Cdc

dcu

Kapasitor yang digunakan adalah 6800uF(nilai standar terdekat dari 6400uF).

Tegangan keluaran dari transformator diubah menjadi tegangan dengan nilai tertentu

menggunakan regulator tegangan IC 7812. arus yang diharapkan dari IC 7812 sebesar

1.2A dan tegangan keluaran sebesar 12V. Gambar 3.7. hasil perancangan regulator

tegangan menggunakan IC 7812.

Gambar 3.7. Perancangan regulator tegangan menggunakan IC 7812


27

3.3.2.2. Transistor Switching TIP 41

Transistor switching ini merupakan driver lampu DC, untuk menerima sinyal PWM

yang dihasilkan oleh Raspberry pi. Transistor yang digunakan adalah TIP 41, transistor ini

mampu bekerja sampai arus maksimum 6A[23]. Pada perancangan driver lampu DC

dibuat sebanyak empat buah, dengan catu daya tunggal keluaran dari regulator tegangan

IC 7812.

Spesifikasi yang diharapkan berupa arus ICsat sebesar 300mA (arus maksimal yang

diperlukan oleh lampu DC), dengan tegangan VCC sebesar 12V(berasal dari regulator

tegangan), dan β sebesar 75[23]. Mengacu pada persamaan 2.3., dan 2.4., perhitungan

untuk nilai resistor untuk perancangan driver lampu DC dan arus yang dilalui:

4mA75

10300β

II

3Csat

Bmax

Dengan IBmax sebesar 4mA maka:

2825Ω104

0,712I

VVR 3

Bmax

BECCB

RB1, RB2, RB3, dan RB4 menggunakan resistor sebesar 2K7Ω(nilai standar terdekat dari

2825Ω).

Hasil keseluruhan dari perancangan driver lampu DC dapat dilihat pada gambar 3.8.

Gambar 3.8. Keseluruhan perancangan driver lampu DC


28

3.3.3. Penggunaan Port GPIO

Pada penelitian ini, penggunaan port GPIO pada Raspberry pi ditunjukan pada tabel

3.2.

Tabel 3.2. penggunaan port GPIOPin Keterangan Penggunaan pada sistem9 Ground Ground dan sinyal PWM3 GPIO 2 I2C RTC dan I2C ADC6 GPIO 3 I2C RTC dan I2C ADC

29 GPIO 5 Sinyal PWM lampu DC31 GPIO 6 Lampu DC33 GPIO 13 Lampu DC35 GPIO 19 Sinyal PWM lampu DC37 GPIO 26 Tombol Lampu

3.4. Perancangan Perangkat Lunak

Perancangan perangkat lunak ini berupa diagram alir dari keseluruhan sistem

perangkat lunak yang digunakan. Gambar 3.9. adalah diagram alir utama, proses ini

membaca urutan untuk menjalankan suatu sistem yang saling terhubung didalamnya.

Keluaran dari perangkat lunak ini adalah pengaturan duty cycle berupa sinyal PWM dan

penentuan on port GPIO pada Raspberry pi.


29

Mulai

PengendalianLampu manual

PengendalianLampu otomatis

Selesai

Ya

Ya

Tidak

Ada inputpengendalianLampu baru

Ada inputpengendalian

manual

Ada inputpengendalian

otomatis

Ya

TidakTidak

Baca datapengendalian lampu

Gambar 3.9. Diagram alir utama

3.4.1. Perancangan tampilan GUI

Gambar 3.10. menunjukan perancangan tampilan pengendalian lampu(GUI). Pada

bagian atas GUI menunjukan denah rumah yang menampilkan keadaan lampu dan

pemetaan letak lampu dari nomor lampu pada pengendalian manual dalam sistem maupun

pengendalian otomatis. Dimana keadaan lampu juga dapat dipantau dari pusat pengontrol

lampu saat sudah di nyalakan atau aktif. Sebagai contoh pada ruangan kamar tidur yang

menunjukan keberadaan lampu 2 dalam keadaan menyala atau aktif.

Kondisi otomatis pada GUI tersebut, dapat mengendalikan waktu menyala dan padam

lampu pada ruang tamu, dan dapat mengendalikan kecerahan lampu pada ruang tamu

dengan tiga level kecerahan lampu, selain itu kondisi otomatis akan membaca data sensor

terakhir. Kondisi manual dapat mengendalikan lampu pada setiap ruangan atau on/off

kendali tersebut berupa tombol sebagai pengganti saklar tunggal pada lampu rumah

tinggal, selain itu terdapat kondisi terakhir yaitu menjalankan perintah kondisi terakhir

yang dijalankan pada pengendalian otomatis. tombol kondisi otomatis dapat menjalankan


30

pengendalian otomatis pada lampu setiap ruangan. Pada kiri bagian bawah terdapat

keterangan deteksi sensor, jika sensor UV menerima cahaya maka akan menampilkan

besaran indeks UV. Untuk sensor cahaya saat terhalang benda atau manusia akan

menampilkan berapa jumlah orang yang memasuki kamar tidur. Untuk sensor motion saat

membaca manusia di kamar mandi akan menampilkan satu atau nol.

Gambar 3.10. Perancangan tampilan pengendalian lampu(GUI)

3.4.2. Subrutin pengendalian Lampu Manual

Perancangan perangkat lunak pengendalian lampu manual dalam sistem maupun

tombol manual kendali lampu 3 berupa diagram alir, pada gambar 3.11. adalah diagram

alir utama pengendalian lampu manual dalam sistem GUI. Pemilihan pada setiap lampu

pada ruangan dapat diatur sebagai tombol lampu pada rumah tinggal dan terdapat tombol

manual berupa hardware yang dapat menjalankan perintah dan sudah diatur untuk lampu

3 atau lampu kamar mandi.


31

Mulai

Pengendalianmanual

Lampu 1

Pengendalianmanual

Lampu 4

Pengendalianmanual

Lampu 3

Pengendalianmanual

Lampu 2

Kembali

PilihLampu 1

PilihLampu 4

PilihLampu 3

PilihLampu 2

Ya

Tidak

Tidak

Tidak

Tidak

Ya

Ya

Ya

Baca datalampu pilihan

Gambar 3.11. Diagram alir utama pengendalian lampu manual

Pada gambar 3.12. adalah diagram alir pengendalian lampu manual dalam sistem yang

dapat menjalankan perintah lampu 1 dan lampu 2, yaitu pada ruang tamu dan kamar tidur.

Proses ini menjalankan sesuai fungsi dan keadaan lampu yang sudah dipilih, pada

masing-masing proses terdapat kondisi terakhir yang membaca data pada pengendalian

lampu manual dan pengendalian lampu otomatis.


32

Mulai Mulai

Lampu 1On

Lampu 2On

PengendalianotomatisLampu 1


Lampu 1Menyala

Lampu 2Menyala

Pengendalian waktunyala lampu 1 dankecerahan lampu 1

Pengendalianotomatis lampu 2

sensor cahaya

Lampu 1tidak Menyala


Kembali Kembali

Ya

Ya

Ya

Ya

Tidak

TidakTidak

Tidak

(a)Lampu 1 (b)Lampu 2

Baca dataLampu 1

Baca dataLampu 2

Gambar 3.12. Diagram alir pengendalian lampu manual 1 dan 2

Gambar 3.13. adalah diagram alir pengendalian lampu manual dalam sistem yang

dapat menjalankan perintah lampu 3 dan lampu 4, yaitu lampu pada kamar mandi dan

halaman. Pada pengendalian lampu 3 terdapat tiga tombol yaitu on/off dan tombol manual

hardware, hal ini melihat kepraktisan dari alat yang akan dibuat. Dimana saat diatur pada

pngendalian manual maka dapat dinyalakan melalui tombol yang terdapat pada kamar

mandi maupun pada pusat pengontrol. Pada prosesnya lampu 3 dan lampu 4 sama dengan

lampu 1 dan lampu 2, dimana proses yang dijalankan sesuai dengan fungsi yang

diperintahkan dengan membaca kondisi terakhir dari data masing-masing lampu.


33

Mulai

Lampu 3On


Lampu 3Menyala


Kembali


sensor Motion

(c)Lampu 3

Mulai

Lampu 4On


Lampu 4Menyala


Kembali


sensor UV

(d)Lampu 4

Baca datalampu 3

Lampu 3off

Baca datalampu 4

Tidak

Tidak

Tidak

Tidak

Tidak

Ya

Ya

Ya

Ya

Ya

Gambar 3.13. Diagram alir pengendalian lampu manual 3 dan 4

3.4.3. Subrutin pengendalian Lampu Otomatis

Perancangan perangkat lunak pengendalian lampu otomatis berupa diagram alir, pada

gambar 3.14. merupakan diagram alir utama pengendalian lampu otomatis, subrutin ini

menjalankan perintah sesuai dengan masukan yang diterima dengan membaca keadaan


34

terakhir lampu otomatis. Setiap subrutin memiliki fungsi dan masukan yang berbeda,

selain itu data dari pengendalian otomatis dapat dijalankan pada pengendalian lampu

manual jika memilih keadaan kondisi terakhir.

Mulai

Pengendalian waktunyala lampu 1 dankecerahan lampu 1


sensor UV


sensor Motion


sensor cahaya

Selesai

Baca datalampu otomatis

Gambar 3.14. Diagram alir utama pengendalian lampu otomatis

Gambar 3.15. adalah diagram alir pengendalian otomatis, proses ini dimulai dengan

pengambilan data dari sensor maupun pengaturan waktu nyala lampu, lalu data yang

terdeteksi diolah pada Raspi dan menjalankan perintah yang sudah ditentukan. Pada sinyal

keluaran Raspi berupa sinyal PWM yang dapat mengatur kecerahan lampu, dan lampu

menyala atau tidak menyala pada penentuan on port GPIO. Pada lampu 1 data waktu

lampu menyala dan kecerahan lampu yang sudah diatur akan menyalakan lampu 1. untuk

lampu 2 data sensor cahaya diambil lalu counter menghitung, jika counter membaca data

samadengan lebih dari satu maka lampu menyala.


35

Tidak

Mulai

DataCounter

=>1

Lampu 2menyala

Lampu 2tidak menyala

Kembali

Ya

Mulai

Data waktulampu

menyala

KecerahanLampu 1


Lampu 1menayala

Kembali

TidakTidak

Ya

Ambil data waktunyala lampu Ambil data sensor

cahaya

(a)lampu1 (b)lampu2

Gambar 3.15. Diagram alir pengendalian lampu otomatis untuk lampu 1 dan 2

Gambar 3.16. adalah diagram alir pengendalian otomatis, proses ini dimulai

dengan pengambilan data dari sensor, lalu data yang terdeteksi diolah pada Raspi dan

menjalankan perintah yang sudah ditentukan. Pada sinyal keluaran Raspi berupa sinyal

PWM yang dapat mengatur kecerahan lampu, dan lampu menyala atau tidak menyala pada

penentuan on port GPIO. Pada lampu 3 data sensor motion diambil, jika sensor motion

membaca perubahan pergerakan dari radiasi yang dipancarkan maka lampu 3 menyala,

jika sudah tidak terdeteksi maka lampu tidak menyala. Untuk lampu 4 data sensor UV

diambil, jika indeks UV samadengan lebih dari 1 maka lampu akan diatur level kecerahan

lampu dan lampu akan meyala.


36

kecerahanLampu 4

Tidak

Kembali

Mulai

Data indexUV > 1

Lampu 4menyala


Ya

Mulai

Ada orangdikamarmandi

Lampu 3menyala


Kembali

Tidak

Ya

Ambil data sensorMotion

Ambil datasensor UV

(c)lampu3 (d)lampu4

Gambar 3.16. Diagram alir pengendalian lampu otomatis untuk lampu 3 dan 4

Proses pengambilan data pada setiap subrutin pengendalian lampu otomatis terdiri atas

pendeteksian masukan angka pada waktu nyala/mati lampu dan pendeteksian sensor

menjadi bagian dari gambar 3.15. dan 3.16. sebagai masukan awal saat dimulai pada

diagram alir pengendalian lampu otomatis. Diagram alir tersebut dapat dilihat pada

gambar 3.17. Merupakan dagram alir pengambilan data yang akan diolah pada

pengontrolan lampu otomatis 1 dan 2. dan gambar 3.18. Merupakan diagram alir

pengambilan data yang akan diolah pada pengontrolan lampu otomatis lampu 3 dan 4.


37

Gambar 3.17. Diagram alir pengambilan data pengontrol lampu otomatis lampu 1 dan 2

Gambar 3.18. Diagram alir pengambilan data pengontrolan lampu otomatis lampu 3 dan 4

(a) pengambilan data waktunyala/mati lampu 1

(b) pengambilan data sensor cahaya

(c) pengambilan data sensor motion (d) pengambilan data sensor UV


38

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Perubahan Perancangan

4.1.1. Perubahan Perancangan Regulator Tegangan

Pada penelitian ini, dilakukan pengubahan Regulator Tegangan. Regulator tegangan

yang dirancang pada BAB III yaitu Regulator Tegangan menggunakan IC 7812 tidak

dapat digunakan secara maksimal, karena daya maksimal yang dibutuhkan pada Regulator

ini adalah sebesar 1,200mA. Sedangkan IC7812 yang didapatkan dipasaran adalah IC

dengan tipe L7812T, yang berarti hanya dapat beroprasi Low Power. Hal ini dapat

menyebabkan IC7812 terlalu panas dan mengakibatkan kerusakan. Regulator diubah

dengan cara melepas IC7812 lalu tegangan keluaran dari trafo NCT stepdown sebesar 9.8

VAC diubah oleh rangkaian penyearah dari AC ke DC dan tegangan keluaran tegangan

sebesar 9.6 VDC lalu tegangan tersebut digunakan untuk sumber tegangan lampu dengan

daya kerja lampu maksimal 1,200mA. Rangkaian tersebut dapat dilihat pada gambar 4.1.

Gambar 4.1. Perancangan regulator tegangan baru

Tetapi untuk rangkaian ini akan mengakibatkan dayanya dibagi untuk beban. Karena

jumlah minimal daya yang dibutuhkan beban sebesar 1,2A untuk 4 (empat) lampu atau

beban, tetapi saat ke-empat lampu dinyalakan bersamaan daya yang keluar menjadi

berkurang. Sehingga lampu akan redup ketika ke-empat lampu dinyalakan bersamaan. Hal

ini disebabkan oleh daya yang dikeluarkan oleh trafo NCT stepdown 2A tidak maksimal

yang mengakibatkan arus pada beban berkurang sehingga tegangan ikut berkurang (down).


39

4.1.2. Perubahan Perancangan Hubungan Perangkat Keras

Pada penelitian ini, dilakukan perubahan hubungan perangkat keras. Hubungan

perangkat keras yang dirancang pada BAB III menggunakan RTC DS1302 dan PCF8591

ADC tidak dapat terdeteksi oleh I2C dari Raspberry pi. Permasalahan yang terjadi untuk

keduanya adalah address yang ada pada RTC DS1302 dan PCF8591 ADC tidak dapat

dibaca oleh I2C dari Raspberry pi sehingga tidak dapat digunakan. Untuk RTC DS1302

diubah atau digantikan oleh RTC DS1307 yang dapat dideteksi oleh I2C dari Raspberry pi

dengan address 0x55 dan 0x68. Address 0x68 diatur sebagai pendeteksian otomatis

sebagai jam otomatis agar jam Raspberry pi tidak berubah jika Raspberry pi kehilangan

daya atau keadaan mati. Pendeteksian I2C yang sudah diatur untuk RTC DS1307 sebagai

jam otomatis Raspberry pi dapat dilihat pada gambar 4.2.

Gambar 4.2. Setting RTC sebagai jam Raspberry Pi

PCF8591 ADC diubah atau digantikan oleh MCP3008 A/D Converter 10 Bit dengan

antarmuka SPI. MCP3008 ini memiliki 8 Channel yang dapat merubah data analog

menjadi data digital dengan daya kerja antara 2.7V sampai 5.5V[23]. Selain perubahan

perangkat keras, hubungan antarmuka juga diubah dari antarmuka I2C ke SPI dengan 6

(enam) pin yaitu VCC, GND, MISO, MOSI, CSO, dan CLK. Rangkaian untuk pin

MCP3008 dapat dilihat pada gambar 4.3.

Gambar 4.3. Rangkaian pin MCP3008 ADC

Dari gambar diatas channel yang digunakan hanya 4 (empat) yaitu CH0, CH1, CH2,

dan CH3 yang masing-masing dapat masukan dari sensor. Hubungan perangkat keras yang


40

sudah diubah dapat dideteksi untuk RTC DS1307 menggunakan antarmuka I2C, dan untuk

MCP3008 A/DC menggunakan antarmuka SPI. Selengkapnya dapat dilihat pada gambar

4.4.

RTC DS1307

MCP3008Analog to Digital

Converter

Sensor Cahaya 1

Sensor UV

Sensor Motion

Driver Lampu DC 1

Raspberry Pi

ChannelCH0CH1CH2CH3

Lampu DC 1

1239

19212324

7

11

13

15

IN

OUT

ID Addres

68

PIN

Sensor Cahaya 2

Lampu DC 4

Lampu DC 3

Lampu DC 2

Driver Lampu DC 4

Driver Lampu DC 3

Driver Lampu DC 2

Tombol lampu 337

Gambar 4.4. Hubungan perangkat keras

4.1.3. Perubahan Penggunaan Port GPIO

Pada penelitian ini, penggunaan port GPIO diubah mengikuti dari hubungan

perangkat keras. Namun yang diubah pada bagian input saja, untuk output tidak ada

perubahan hardware maupun sistem namun pin yang digunakan diubah. Penggunaan port

GPIO yang sudah diubah dapat dilihat pada tabel 4.1.

Tabel 4.1. Penggunaan port GPIOPin Keterangan Penggunaan dalam sistem1 VCC Sumber tegangan 3.3V3 I2C_SDA I2C_SDA sebagai data input dari RTC DS13075 I2C_SCL I2C_SCL sebagai clock input dari RTC DS13077 GPIO4 Sinyal PWM untuk Lampu DC

11 GPIO17 High/Low output Lampu DC13 GPIO27 High/Low output Lampu DC15 GPIO22 Sinyal PWM untuk Lampu DC16 GPIO23 Tombol untuk Lampu 319 SPI_MOSI SPI_MOSI sebagai data input dari MCP3008 ADC21 SPI_MISO SPI_MISO sebagai data output dari MCP3008 ADC23 SPI_SCLK SPI_SCLK sebagai clock input dari MCP3008 ADC24 SPI_CE0 SPI_CE0 sebagai Chip select dari MCP3008 ADC9 GND Ground


41

4.2. Hasil Implementasi

Implementasi sistem hasil perancangan ditunjukkan oleh Gambar 4.5. sampai dengan

Gambar 4.14. Masukan sistem terdiri dari tombol pada GUI, Sensor dan RTC. Tombol

pada GUI digunakan sebagai pengontrol lampu manual, untuk sensor terdiri dari Sensor

Cahaya, Sensor Motion, dan Sensor UV. Melalui ADC MPC3008 keluaran sensor dibaca

oleh Raspberry pi sebagai pengontrol lampu otomatis. RTC digunakan sebagai waktu

nyata pada Rapsberry pi untuk mengatur waktu nyala lampu berdasarkan waktu nyata.

GUI dan Pengolahan sinyal dilakukan dalam Raspberry Pi menggunakan perangkat lunak

pemrograman python. Keluaran Raspberry Pi berupa sinyal PWM yang dijadikan masukan

Driver lampu DC. Keluaran sistem berupa durasi nyala lampu, terang redup nyala lampu,

dan pemantau pada denah lampu rumah pintar.

Gambar 4.5. GUI pusat pengontrol lampu pada rumah pintar


42

Gambar 4.6. Bentuk fisik prototype rumah pintar tampak atas

Gambar 4.7. Bentuk fisik prototype rumah pintar tampak depan

Gambar 4.8. Bentuk fisik Driver lampu DC


43

Gambar 4.9. Bentuk fisik regulator tegangan

Gambar 4.10. Bentuk fisik Modul MCP3008

Gambar 4.11. Bentuk fisik Modul RTC DS1307

Gambar 4.12. Bentuk fisik Sensor Cahaya


44

Gambar 4.13. Bentuk fisik Modul PIR Motion Sensor

Gambar 4.14. Bentuk fisik Modul Sensor Ultraviolet GUVA S12SD

Gambar 4.5. merupakan bentuk GUI pusat pengontrol lampu yang dibuat. Gambar 4.6.

menunjukan bentuk fisik prototype rumah pintar tampak atas. Gambar 4.7. menunjukkan

bentuk fisik prototype rumah pintar tampak depan. Gambar 4.8. menunjukkan bentuk fisik

driver lampu DC. Gambar 4.9. menunjukkan bentuk fisik regulator tegangan untuk dioda

laser. Gambar 4.10. menunjukan bentuk fisik Modul MCP3008 ADC 10 Bit. Gambar 4.11.

menunjukkan bentuk fisik Modul RTC DS1307. Gambar 4.12. menunjukkan bentuk fisik

Sensor Cahaya. Gambar 4.13. menunjukkan bentuk fisik Modul PIR Motion Sensor.

Gambar 4.14. menunjukkan bentuk fisik Modul Sensor Ultraviolet GUVA S12SD.

Gambar 4.15. GUI dalam keadaan mode manual


45

Gambar 4.16. GUI dalam keadaan mode otomatis

Sistem pusat pengontrol lampu pada rumah pintar berbasis Raspberry Pi terdapat 2

(dua) mode yaitu mode manual dan mode otomatis. Gambar 4.15. menunjukkan GUI

dalam keadaan mode manual dimana pengontrol otomatis tidak dapat dijalankan. Gambar

4.16. menunjukkan GUI dalam keadaan mode otomatis dimana pengontrol manual tidak

dapat dijalankan.

4.3. Analisa Keberhasilan Alat

Pengujian untuk menganalisa keberhasilan alat dilakukan dengan cara mengontrol

tombol-tombol yang terdapat pada GUI. Pada GUI pusat pengontrol lampu pada rumah

pintar ini, terdapat 2(dua) mode yaitu mode manual dan mode otomatis. Mode manual

adalah pengontrol lampu secara manual dengan menekan tombol pada GUI . mode

otomatis adalah pengontrol lampu secara otomatis berdasarkan waktu nyala lampu dan

sensor.


46

Gambar 4.17. Pengontrol lampu manual kondisi semua lampu dalam keadaan menyala

Pengujian mode manual semua tombol on ditekan sehingga diharapkan lampu pada

prototype rumah pintar dalam kondisi menyala, dan untuk denah lampu rumah pintar pada

GUI diharapkan berwarna kuning yang menunjukkan kondisi lampu dalam keadaan

menyala. Gambar 4.17. merupakan pengontrol lampu manual kondisi semua lampu dalam

keadaan menyala. Data pengujian mode manual ditunjukkan oleh tabel 4.2. hasil

pengujian pengontrol lampu manual.

Tabel 4.2. hasil pengujian pengontrol lampu manualLampu Tombol ON

pada GUI

Yang diharapkan Hasil pengujian

Denah lampu Lampu Denah lampu Lampu

Lampu 1 ditekan kuning menyala kuning menyala




Gambar 4.18. Angka yang dimasukan pada pengaturan waktu nyala lampu


47

Pengujian mode otomatis terdapat pengaturan waktu nyala lampu dan pendeteksian

sensor. Pengaturan waktu nyala lampu dan waktu mati lampu diberikan jam dengan angka

masukan berupa integer. Angka tersebut meliputi jam, menit, dan detik. Dapat dilihat pada

Gambar 4.18. menunjukkan angka yang dimasukan pada pengontrol waktu nyala lampu

berdasarkan jam nyata. Tabel 4.3. adalah data hasil pengujian waktu nyala lampu 1.

Tabel 4.3. Data hasil pengujian waktu nyala lampu 1Pengaturan waktunyala pada tanggal

13 juli 2017

Pengaturan waktumati pada tanggal

13 juli 2017

Hasil pengujian

Waktu nyala Waktu mati

100000 110000 100000 110000153400 153420 153400 153420163000 170000 163000 170000233000 003000 233000 003000

Waktu nyala dan waktu mati lampu yang sudah di setting diatas akan dibandingkan

dengan waktu nyata Raspberry Pi. Sehingga setiap hari pengaturan waktu nyala dan waktu

mati akan terus mengulang setiap hari sesuai waktu yang terakhir di setting dan selama

pengaturan waktu nyala lampu dalam kondisi On. Namun dalam pengaturan ini terdapat

Bugs yaitu ketika pengguna memasukkan angka yang salah atau tidak sesuai dengan angka

jam,menit, dan detiknya. Gambar 4.19. dan gambar 4.20. adalah contoh apabila detik yang

di masukkan adalah 63 detik dan rentang nilai yang benar (00 sampai 59) detik. Maka

pengaturan waktu nyala lampu ini akan tetap mengeksekusi namun tidak dapat

menyalakan lampu pada detik tersebut, sehingga pengaturan waktu nyala lampu ini harus

sesuai dengan angka jam,menit,dan detik yang sebenarnya.

Gambar 4.19. Contoh bugs memasukkan angka waktu nyala/mati


48

Gambar 4.20. Contoh eksekusi pengontrolan waktu nyala/mati lampu

Gambar 4.21. Data pendeteksian sensor sebagai masukan pengontrol lampu otomatis

Pendeteksian sensor dengan menekan tombol nyalakan sensor maka pengontrol lampu

otomatis berdasarkan data sensor jalanakan. Gambar 4.21. menunjukkan pengontrol lampu

otomatis berdasarkan data pendeteksian sensor sedang dijalankan. Tabel 4.4. data hasil

pengujian pengontrol lampu otomatis berdasarkan pendeteksian Sensor Cahaya 1 dan

Sensor Cahaya 2. Tabel 4.5. data hasil pengujian pengontrol lampu otomatis berdasarkan

pendeteksian Sensor Motion. Dan tabel 4.6. data hasil pengujian pengontrol lampu

otomatis berdasarkan pendeteksian Sensor UV.

Tabel 4.4. Data hasil pengujian pengontrol lampu otomatis lampu 2 berdasarkanpendeteksian Sensor Cahaya 1 dan Sensor Cahaya 2

Sensor

Cahaya 1

Sensor

Cahaya 2

ADC 10 Bit

Sensor Cahaya 1

ADC 10 Bit

Sensor Cahaya 2

Orang di dalam

kamar tidur

terbuka terbuka 20 44 +0

tertutup terbuka 903 44 +1

tertutup tertutup 903 875 +1

terbuka tertutup 20 875 -1

Dari hasil data pendeteksian Sensor Cahaya 1 dan Sensor cahaya 2 saat keadaan

kedua sensor tertutup maka jumlah orang di dalam kamar ditambah 1 (+1). hal tersebut


49

tidak sesuai yang diharapkan, dimana saat ada orang keluar ruangan dan berhenti sesaat

dan menutupi kedua sensor maka jumlah orang di dalam kamar akan terus bertambah.

Tabel 4.5. Data hasil pengujian pengontrol lampu otomatis lampu 3 berdasarkanpendeteksian Sensor Motion

Sensor Motion

Yang diharapkan Hasil pengujian

Denah lampu

kamar mandi

Lampu kamar

mandi

Denah lampu

kamar mandi

Lampu kamar

mandi

deteksi kuning menyala kuning menyala

Tidak deteksi putih mati kuning menyala

Data hasil pengujian pengontrol lampu otomatis berdasarkan pendeteksian Sensor

Motion tidak sesuai dengan yang diharapkan dimana saat sensor mendeteksi keberadaan

manusia maka lampu akan terus menyala. Hal ini disebabkan oleh data keluaran Sensor

Motion berupa pulsa naik dan turun selama 5 detik ketika mendeteksi pergerakkan, bukan

berupa itensitas suhu panas yang dideteksi. Sehingga untuk mematikan lampu pada kamar

mandi menggunakan tombol yang diletakan pada bagian luar kamar mandi. Dapat dilihat

pada gambar 4.22. tombol untuk mematikan lampu kamar mandi pengontrol lampu mode

otomatis.

Gambar 4.22. Tombol untuk mematikan lampu kamar mandi pengotrol lampu mode

otomatis

Tabel 4.6. Data hasil pengujian pengontrol lampu otomatis lampu 4 berdasarkanpendeteksian Sensor UV

Waktu dan

cuaca

ADC 10 Bit Yang diharapkan Hasil pengujian

Denah lampu Lampu Denah lampu Lampu

Pagi cerah 43 putih padam putih padam

Pagi berawan 9 oren redup oren redup

Siang cerah 388 putih padam putih padam

Siang berawan 209 putih padami putih padam

Sore cerah 26 puth padam putih padam

Sore berawan 7 oren redup oren redup


50

Data hasil pengujian Sensor UV sudah sesuai dengan yang diharapkan. Pengujian

sensor dilakukan pada saat kondisi cuaca cerah dan berawan. Data yang diambil keluaran

ADC 10 Bit yang sudah diolah pada Raspberry pi, dimana data tersebut digunakan sebagai

pengontrol lampu otomatis dan terang redup lampu pada halaman rumah berdasarkan

sensor UV.

Sistem mempunyai kelemahan saat menjalankan mode otomatis dimana proses

pengaturan waktu nyala lampu tidak dapat dilakukan bersamaan dengan proses

pendeteksian data sensor sebagai pengontrol lampu tersebut. Dapat dilihat pada Gambar

4.23. data hasil pengontrol lampu mode otomatis waktu nyala lampu dan pendeteksian

sensor.

Gambar 4.23. Data hasil pengontrol lampu mode otomatis

Dari gambar 4.23. Sistem mengecek kondisi terakhir pengontrol lampu, jika

pengaturan waktu nyala lampu sedang dalam proses maka sistem akan mengecek waktu

nyala lampu tersebut. Tetapi disaat pendeteksiaan data sensor dijalankan maka proses

pengaturan waktu nyala lampu akan berhenti dan sistem menjalankan pendeteksian sensor

sebagai pengontrol lampu secara otomatis.

4.4. Pembahasan Perangkat Keras

Pembahasan perangkat keras meliputi Driver lampu DC, Modul MPC3008 ADC 10

Bit, dan Modul RTC DS1307. Driver lampu DC diuji dengan cara memberikan nilai Duty

Cycle sebesar 10% sampai 50%. Modul MCP3008 ADC 10 Bit diuji dengan cara diberi

masukan berupa sensor pada Channel 0, 1, 2, dan 3. sensor yang digunakan yaitu Sensor

Cahaya, Sensor Motion, dan Sensor UV. Untuk pengujian Modul RTC DS1307 diuji

dengan cara membandingkan jam nyata dari situs timeanddate.com dengan RTC yang

sudah terhubung oleh Raspberry pi selama 7 jam.


51

4.4.1. Driver Lampu DC

Pengujian driver lampu DC dilakukan dengan menguji tegangan keluaran regulator

saat lampu dinyalakan, keluaran tegangan pada basis transistor dan tegangan masukan dari

GPIO. Pengujian dilakukan dengan memberikan nilai Duty cycle yang berbeda pada driver

lampu DC. Rangkaian penyearah regulator diharapkan mampu menghasilkan tegangan

9.5V. Pada tegangan masukan GPIO diberi Duty cycle yang berbeda setiap driver lampu

DC, hal tersebut dikarenakan hambatan pada setiap lampu dan Beta pada transistor

berbeda yang dapat mempengaruhi arus pada lampu dan kecerahan pada lampu DC.

Gambar 4.24. sampai 4.27. adalah gelombang dari hasil Duty cycle pada GPIO.

Gambar 4.24. Gelombang Duty cycle pada Driver lampu 1




52


Pada gelombang Duty cycle masukan untuk Driver lampu terdapat beberapa celah

sehingga nilai PWM yang dikirim tidak stabil, jika direrata nilai tegangan sudah

memenuhi begitu juga dengan frekuensi yang dihasilkan pada setiap GPIO sesuai dengan

pengaturan pada python hal ini yang menyebabkan lampu berkedip saat dua sampai empat

lampu dinyalakan bersamaan. Pada pengecekan nilai Vce pada setiap driver lampu

didapatkan nilai yang berubah-ubah sehingga nilai tegangan pada beban atau lampu juga

ikut berubah. Dapat dilihat pada tabel 4.7. tegangan pada tabel menunjukan panjang

tegangan yang terbaca oleh multimeter.

Tabel 4.7. Data pengecekan VCE pada Driver lampu

Tabel 4.8. Data hasil pengujian Driver lampu DC saat semua lampu dalam keadaanmenyala

Duty Cycle(pwm) tegangan regulator tegangan basis

(rerata)tegangan masukan

(rerata)10 6 0.0865 0.31520 5.7 0.17 0.607530 4.8 0.245 0.90540 3.2 0.325 1.197550 2.8 0.345 1.485

Tabel 4.8. menunjukkan penurunan tegangan regulator dengan kondisi semua lampu

dalam keadaan menyala dan diberi Duty cycle yang berbeda-beda, semakin besar Duty

PWM VCE Driver lampu 1(v)

VCE Driver lampu 2(v)



10 9,18-9,38 9,38-9,51 9,27-9,40 9,08-9,2120 7,89-8,23 8,70-8,82 8,16-8,31 7,16-7,3930 6,70-7,10 7,60-7,80 7,03-7,14 6,46-6,9340 5,63-5,87 7,18-7,26 5,64-5,79 5,38-5,5250 4,79-5,02 6,50-6,92 4,62-4,90 4,38-4,75


53

cycle yang diberikan tegangan regulator menurun secara linier. Dari hasil pengujian

tersebut semakin besar Duty cycle maka arus pada beban akan semakin besar sehingga

tegangan keluaran regulator akan menurun karena arus yang dihasilkan regulator tidak

maksimal yang mengakibatkan penurunan tegangan. Akan tetapi semakin besar nilai Duty

cycle maka semua lampu akan menyala semakin terang dan untuk keamanan maka Duty

cycle maksimal diberikan 50%. Sehingga regulator untuk Driver lampu DC ini sudah

sesuai dengan yang diharapkan.

Gambar 4.28. Grafik tegangan keluaran pada lampu 1


(%)

(%)

(v)

(v)


54



Gambar 4.28. sampai gambar 4.31. adalah grafik keluaran tegangan pada lampu 1, 2,

3, dan 4.. hasil pengujian driver lampu DC tersebut sudah sesuai dengan yang diharapkan

dimana saat nilai Duty cycle semakin besar maka tegangan pada beban lampu semakin

besar. Sehingga semakin besar Duty cycle pada setiap lampu maka lampu menyala

semakin terang.

4.4.2. ADC MCP3008

Dari penelitian ini, MCP3008 mengubah data Analog ke Digital 10 Bit. Analog yang

diterima diubah menjadi bilangan 0 sampai 1023. MCP3008 ini digunakan 4 (empat)

Analog input yaitu Sensor Cahaya 1, Sensor Cahaya 2, Sensor Motion, dan Sensor

Ultraviolet.

(%)

(v)

(%)

(v)


55

4.4.2.1. Sensor Cahaya

Pengujian Sensor Cahaya 1 dan Sensor Cahaya 2 dilakukan dengan cara memaparkan

cahaya langsung dari sinar laser. Hasil pengujian tersebut dibandingkan dengan alat bantu

sensor cahaya light meter. Pengambilan data tersebut diuji dengan 2 (dua) cara, yaitu

dengan cara sensor cahaya tersebut terpapar sinar laser (terbuka) dan tidak terpapar sinar

laser (tertutup). Sensor cahaya tersebut diharapkan mampu menghasilkan tegangan sebesar

0V (Low) sampai 3.3V (High) yang digunakan sebagai masukan dari Channel 0 dan

Channel 1 pada ADC MCP3008. Tabel 4.9. hasil pengujian sensor cahaya dengan

memaparkan cahaya langsung dari sinar laser.

Tabel 4.9. Hasil pengujian sensor cahaya dengan memaparkan cahaya langsung sinar laser

Sensor KeadaanSensor

Light meter(LUX)

ADC 10 Bit Tegangan (V)

Sensorcahaya 1

tertutup 20-31 876-903 2.76-3.01

Sensorcahaya 1

terbuka 1620-1735 20-22 0.06-0.07

Sensorcahaya 2

tertutup 18-31 842-875 2.72-2.75

Sensorcahaya 2

terbuka 720-856 44-48 0.14-0.15

Hasil pengujian sensor cahaya 1 dan sensor cahaya 2 sebagai Sensor cahaya pada

Kamar tidur sudah sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan, dimana saat keadaan tidak

terpapar sinar laser (tertutup) sensor cahaya menghasilkan tegangan tinggi (High) dan saat

keadaan terpapar sinar laser (terbuka) sensor cahaya menghasilkan tegangan rendah (Low).

Hasil tegangan tersebut digunakan sebagai masukan pada ADC MCP3008 10 Bit dimana

ADC akan mengkonversi 0 sampai 1023. Gambar 4.32. adalah grafik hasil pengujian

ADC 10 Bit Sensor Cahaya 1. Hasil tersebut sudah sesuai dengan yang diharapkan.

Gambar 4.33. adalah grafik hasil pengujian ADC 10 Bit Sensor Cahaya 2. Hasil tersebut

sudah sesuai dengan yang diharapkan.


56

Gambar 4.32. Grafik hasil pengujian ADC 10 Bit Sensor Cahaya 1

Gambar 4.33. Grafik hasil pengujian ADC 10 Bit Sensor Cahaya 2

4.4.2.2. Sensor Motion

Pengujian Sensor Motion menggunakan Modul PIR Motion Sensor dilakukan dengan

memberikan gerakan pada jarak yang berbeda-beda, sudut samping, dan sudut atas bawah

dari arah depan sensor. Pengambilan data tersebut diuji dengan cara memberikan gerakan

manusia. Tabel 4.10. menunjukkan hasil data pengujian jarak Sensor Motion. Sensor

Motion ini diharapkan mampu menghasilkan tegangan sesuai dengan gerakan yang

terdeteksi sensor.

Tabel 4.10. Hasil data pengujian jarak Modul PIR Motion SensorJarak lurus

(maksimal)

Sudut atas-bawah

(maks)

Sudut samping

kanan-kiri(maks)

Jarak atas-bawah

(maks)

Jarak samping

kanan-kiri (maks)

1.8 meter +22.50 dan -22.50 +450 dan -450 2 meter 4 meter

Hasil pengujian Sensor Motion sudah sesuai yang diharapkan. Dimana respon deteksi

sensor terhadap gerakan menghasilkan tegangan yang diubah oleh ADC 10 Bit sebagai

(Bit)

(v)

(Bit)

(v)


57

masukan kendali otomatis pada lampu kamar mandi. Tetapi sensor ini kurang baik

digunakan sebagai deteksi keberadaan orang karena sensor ini mendeteksi pergerakan

sehingga ketika ada manusia disekitar sensor, sensor hanya akan mendeteksi gerakannya

saja. Ketika manusia itu tidak bergerak atau diam maka sensor tidak mendeteksi (Low).

untuk keluaran sensor ketika mendeteksi maka 5 (lima) sensor yang ada dalam crystal

akan mendeteksi gerakan dan hasilnya logika 1 (High) akan muncul sebanyak 5 kali dalam

2.5 detik, sehingga untuk mendeteksi suatu gerakan akan menghasilakan 0 (Low) dan 1

(High) sebanyak 5 kali dalam waktu 5 detik. Gambar 4.34. Adalah grafik hasil

pendeteksian yang sudah di olah dalam Raspberry pi. Dengan hasil tersebut Sensor

Motion ini tidak sesuai dengan yang diharapkan pada perancangan dimana kondisi 1 (High)

digunakan sebagai kendali nyala lampu kamar mandi, dan logika 0 (Low) digunakan

sebagai kendali mati lampu kamar mandi.

Gambar 4.34. Grafik hasil pendeteksian PIR Motion Sensor

4.4.2.3. Sensor Ultraviolet

Pengujian Sensor Ultraviolet menggunakan modul GUVA S12SD dilakukan dengan

menguji Sensor pada pagi, siang, dan sore dari sinar matahari langsung. Hasil pengujian

tersebut dibandingkan dengan alat bantu sensor cahaya light meter. Pengambilan data

tersebut diuji pada 2 (dua) kondisi cerah dan berawan. Tabel 4.11. memperlihatkan data

hasil pengujian Sensor Ultraviolet. Sensor Ultraviolet ini diharapkan mampu

menghasilkan tegangan sesuai dengan sinar Ultraviolet yang diterima oleh Modul Sensor

Ultraviolet GUVA S12SD.

(v)

(detik)


58

Tabel 4.11. Data hasil pengujian Sensor UltravioletNo. Jam (WIB) Cuaca Light Meter

(LUX)

Sensor Ultraviolet

(ADC 10 Bit)

Tegangan

(V)

1 07:00-07:50 Pagi Cerah 5700-14800 19-43 0.061-0.138

2 07:00-07:50 Pagi Berawan 254-435 0-9 0-0.029

3 12:00-13:00 Siang Cerah ~ 217-388 0.7-1.251

4 12:00-13:00 Siang Berawan 873-1680 61-209 0.197-0.674

5 17:00-17:50 Sore Cerah 470-27000 4-26 0.013-0.083

6 17:00-17:50 Sore Berawan 50-310 0-7 0-0.022

Hasil pengujian Sensor Ultraviolet tersebut diuji dengan cara Modul Sensor

Ultraviolet GUVA S12SD dipaparkan cahaya matahari langsung yang tidak terhalang oleh

benda, pohon, maupun bangunan sebagai pengatur lampu pada Halaman rumah. Sehingga

sensor UV tersebut diletakkan dibagian atap rumah.

Gambar 4.35. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX) saat pagi cerah

Gambar 4.36. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX) saat siang cerah

(Bit))

(Bit))

(LUX)

(LUX)


59

Gambar 4.37. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX) saat sore cerah

Gambar 4.38. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX) saat pagi

berawan

Gambar 4.39. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX) saat siang

berawan

(Bit))

(LUX)

(Bit)

(Bit)

(LUX)

(LUX)


60

Gambar 4.40. Grafik respon Sensor UV terhadap intensitas cahaya(LUX) saat sore

berawan

Gambar 4.35. sampai Gambar 4.40. Adalah grafik respon Sensor UV terhadap

intensitas cahaya, antara ADC 10 Bit Sensor Ultraviolet dan LUX dari Light meter. Dari

hasil grafik Sensor UV sudah sesuai yang diharapkan dimana saat ada sinar tampak rendah

dari Light meter maka ADC 10 Bit yang diterima Sensor UV rendah. Disaat sinar tampak

tinggi dari Light meter maka ADC 10 Bit yang diterima Sensor UV tinggi. Akan tetapi

untuk Light meter adalah pengambilan data sinar yang diterima oleh cahaya yang ada

disekitar, dan untuk Sensor UV adalah itensitas Ultraviolet dari cahaya matahari. Sehingga

meskipun Light meter menunjukan cahaya diatas 1000 (LUX), Sensor UV belum tentu

tinggi karena tergantung pada itensitas Ultraviolet yang ada pada cahaya matahari.

4.4.3. Modul RTC DS1307

Hasil pengujian Modul RTC DS1307 dilakukan dengan cara memantau penggunaan

waktu nyala lampu berdasarkan waktu Modul RTC DS1307 yang sudah terhubung oleh

Raspberry pi. Pengujian tersebut diberikan waktu sesuai keinginan User kapan akan

meyala dan kapan akan mati, dari pengaturan tersebut diharapkan Modul dapat terbaca

oleh Raspberry pi dan tidak terdapat jeda waktu nyata. Gambar 4.35. adalah hasil

perbandingan Modul RTC dan waktu nyata.

(Bit)

(LUX)


61

Gambar 4.41. Hasil perbandingan waktu Modul RTC DS1307 dan waktu nyata

Gambar 4.41. adalah hasil perbandingan waktu modul RTC DS1307 dan waktu nyata

yogyakarta berdasarkan situs timeanddate.com dalam 7 jam. Hasilnya tidak ada selisih

sehingga untuk Modul RTC DS1307 cukup baik digunakan pada Raspberry pi sebagai

Real-Time Clock. Namun disaat Raspberry pi kehilangan daya atau mati secara tiba-tiba,

terdapat jeda atau Raspberry pi butuh waktu untuk membaca waktu pada Modul RTC

DS1307 sekitar 8 detik sampai 15 detik. Kecuali jika Raspberry pi di reboot tidak ada jeda

untuk membaca waktu pada Modul RTC DS1307.

4.5. Pembahasan Perangkat Lunak

Perangkat lunak yang dibuat terdiri dari program inti, program pengontrol otomatis,

program pnegontrol manual, dan program antar muka (GUI). program inti berisi

pemanggilan modul, pengaturan port GPIO Raspberry Pi, nisialisasi variabel, definisi

fungsi sebagai pemanggilan fungsi pada program waktu nyala lampu dan pendeteksian

sensor. Program antar muka berisi perancangan sistem yang diharapkan berupa GUI dari

pusat pengontrol lampu pada rumah pintar berbasis Raspberry Pi.

Gambar 4.42. Listing program modul python

Listing programs diatas merupakan pemanggilan modul pemrograman python. Modul

yang dipanggil yaitu sys, TKinter, RPi.GPIO, time, spidev, dan os. Modul sys merupakan

pemanggilan library dalam sistem Raspberry Pi. Modul TKinter merupakan modul

pemrograman GUI. Modul RPi.GPIO merupakan pemanggilan modul input/output yang

(WIB)

(WIB)


62

akan digunakan pada Raspberry Pi. Modul time merupakan clock sebagai waktu delay

untuk menajalankan program secara berkala. Modul spidev merupakan pemanggilan data

hardware yang terhubung SPI pada Raspberry Pi. Dan modul os merupakan pendukung

operasi sistem pada Raspberry Pi sebagai library pemanggilan waktu pada Raspberry Pi.

Gambar 4.43. Listing program pengauran GPIO Raspberry Pi

Gambar 4.43. merupakan program pengaturan GPIO pada Raspberry PI. Pengaturan

yang dilakukan meliputi pengaturan pin 7, 11, 13, 15 sebagai keluaran dan pin 16 sebagai

masukan. Untuk pin pin 7, 11, 133, 15 diatur agar menghasilkan sinyal PWM dengan

frekuensi 100Hz.

Gambar 4.44. Listing program definisi fungsi auto dan manual

Program diatas adalah definisi program pada mode manual dan mode otomatis. Def

auto merupakan proses program yang dijalankan pada mode otomatis, pada mode otomatis

ini pengontrol lampu pada mode manual dibuat nonaktif. Untuk def manual merupakan

proses program yang dijalankan pada mode manual, pada mode manual kebalikan dari

mode otomatis yaitu menonaktifkan pengontrol lampu dengan mode otomatis.


63

Gambar 4.45. Listing program definisi kecerahan lampu 1

Program diatas merupakan bagian pada pengontrolan lampu pada mode otomatis,

lampu pada ruang tamu yang diatur menggunakan waktu nyala lampu pada lampu 1 dapat

diatur kecerahan lampu tersebut. Pada def TRG sebagai pengaturan lampu terang. Def

RDP sebagai pengaturan lampu redup. Def PDM sebagai pengaturan lampu padam.

Gambar 4.46. Listing program definisi pemanggilan waktu Raspberry Pi

Program diatas merupakan pemanggilan waktu pada Raspberry pi yang sudah

terhubung pada RTC. Time2 = time.strftime (“%H:%M:%S”) pemanggilan waktu tersebut

digunakan sebagai penampil waktu pada GUI dan time3 = time.strftimes (“%H%M%S”)

pemanggilan waktu tersebut digunakan sebagai pemanggilan waktu pada waktu

nyalalampu ruang tamu.


64

Gambar 4.47. Listing program definisi atur pada box entry waktu nyala lampu 1

Program diatas merupakan bagian dari pengaturan waktu nyala lampu pada ruang

tamu atau lampu 1. Def atur merupakan program untuk mengaktifkan waktu nyala lampu.

Di dalam program terdapat nyala dan mati, nyala = e1.get() merupakan program untuk

mengambil angka pada box entry sebagai waktu lampu menyala. Mati = e2.get()

merupakan program untuk mengambil angka pada box entry sebagai waktu lampu mati.

Lalu angka yang diambil pada box entry diubah dalam bentuk string to integer.

Gambar 4.48. Listing program definisi clear box entry dan off waktu nyala lampu 1

Gambar 4.48. merupakan listing program bagian dari pengaturan waktu nyala lampu

pada ruang tamu. Def deleted merupakan program untuk menghapus angka pada box entry

pengaturan waktu nyala. Def atur_off merupakan program untuk menonaktifkan

pengaturan waktu nyala lampu.


65

Gambar 4.49. Listing program membaca channel ADC dan konversi ADC ke Volts

Program diatas merupakan bagian dari pengontrol lampu mode otomatis berdasarkan

sensor. Def ReadChannel(channel) merupakan definisi fungsi pengambilan data pada

ADC yang terhubung Raspberry Pi dengan antar muka SPI. Def ConvertVolts merupakan

definisi fungsi data pada ADC diubah menjadi tegangan keluaran sesuai dengan tegangan

referensi pada setiap sensor.

Gambar 4.50. Listing program pengaturan channel sensor

Program diatas merupakan pengaturan channel sensor yang terhubung ADC.

Light1_channel = 0 merupakan sensor cahaya 1 pada channel 0 ADC. Light2_channel = 1

merupakan sensor cahaya 2 pada channel 1 ADC. Motion_channel = 2 merupakan sensor

motion pada channel 2. dan violet_channel = 3 merupakan sensor UV pada channel 3

ADC.


66

Gambar 4.51. Listing program definisi dalam tombol pengontrol lampu manual

Program diatas merupakan definisi fungsi pada pengotrol lampu mode manual.

tombol pengontrol lampu mode manual ketika ditekan akan memanggil fungsi pada

program diatas. Pada GUI terdapat 8 tombol yang terbagi menjadi dua yaitu 4 tombol

menyalakan lampu dan 4 tombol mematikan lampu. Pada fungsi diatas terdapat 4 fungsi

menyalakan lampu yaitu buttonON_1, buttonON_2, butoonON_3, dan buttonON_4. 4

fungsi lainnya adalah fungsi mematikan lampu yaitu buttonOFF_1, buttonOFF_2,

buttonOFF_3, dan buttonOFF_4.


67

Gambar 4.52. Listing program master GUI

Program diatas merupakan pembuatan master antar muka modul GUI dimana

SmartHome sebagai inisialisasi Tkinter.

Gambar 4.53. Listing program looping master GUI

Program diatas merupakan proses looping master GUI yang sudah dibuat. Pada

keseluruhan program pengontrol mode otomatis dan pengontrol mode manual berada

didalam satu pemrograman pyton termasuk dengan program antar muka pusat pengotrol

lampu.

4.5.1. Pembahasan Perangkat Lunak Pengontrol Lampu Otomatis

Pengontol lampu otomatis terdapat dua pemrograman yaitu waktu nyala lampu

pada ruang tamu dan pendeteksian sensor. Pada waktu nyala lampu dapat diatur juga

kecerahannya yang terbagi menjadi terang, redup, dan padam. Untuk pendeteksian sensor

terdapat 3 sensor berbeda yaitu sensor cahaya, sensor motion, dan sensor UV. Sensor

cahaya mengontrol lampu otomatis pada kamar tidur, sensor motion mengontrol lampu

otomatis pada kamar mandi, dan sensor UV mengontrol lampu otomatis pada halaman

rumah.

Gambar 4.54. Pengaturan waktu nyala lampu

Pada pengaturan waktu nyala lampu pengguna memasukan angka pada gambar

4.54. pengaturan waktu nyala lampu. Terdapat dua box entry yaitu waktu nyala dan waktu

mati, jika sudah memasukan angka maka tekan tombol set untuk mengaktifkan. Tomboi

off pada gambar berfungsi untuk menonaktifkan pengaturan waktu nyala lampu. Dan

tombol Clear berfungsi untuk menghapus angka pada box entry.


68

Gambar 4.55. Listing program fungsi dalam pengaturan waktu nyala lampu 1

Program diatas merupakan bagian dari pengaturan waktu nyala lampu. Didalam

program terdapat while di dalam while, dimana while berfungsi sebagai pengulangan

pendeteksian dalam satu kali pemanggilan. Sehingga untuk menghentikan program

tersebut dibutuhkan fungsi break agar program terhenti. Dari program pengaturan waktu

nyala lampu ini waktu pada Raspberry Pi dipanggil dalam bentuk string, dan ketika waktu

pada Raspbbery Pi sama dengan waktu yang sudah di set oleh pengguna untuk waktu

nyala maka lampu akan menyala dengan Duty cycle sebesar 35%. untuk waktu mati lampu

akan dimatikan dengan Duty cycle sebesar 0%.


69

Gambar 4.56. Listing program definisi fungsi kecerahan lampu 1

Untuk mengatur kecerahan lampu pada ruang tamu pengguna dapat menekan tombol

terang, redup, dan padam. Dapat dilihat pada programdiatas dimana saat terang Duty cycle

yang dihasilkan sebesar 35%, saat redup Duty cycle sebesar 20%, dan saat padam Duty

cycle sebesar 0%. Gambar 4.57. grafik hasil Duty cycle GPIO pengontrol kecerahan lampu

1.

Gambar 4.57. Grafik hasil Duty cycle GPIO pada pengontrol otomatis waktu nyala lampu

Gambar 4.58. Tombol pengontrol lampu otomatis berdasarkan pendeteksian sensor

Pengontrol lampu mode otomatis berdasarkan pendeteksian sensor mengatur lampu

pada kamar tidur, kamar mandi, dan halaman.

(v)

(%)


70

Gambar 4.59. Listing program pengolahan data ADC di dalam python

Program diatas merupakan pengolahan data sensor dari ADC pada pemrograman

python. Tmbl=GPIO.input(16) merupakan masukan pada pin 16 pada Raspberry Pi dari

tombol untuk mematikan lampu pada kamar mandi. Pada program perintah while

diberikan agar data sensor di tampilkan secara berkala. Print merupakan perintah untuk

menampilkan data atau text pada pemrograman python, pada program diatas perintah print

ditampilkan secara berkala untuk mengecek pendeteksian sensor secara akurat dengan

delay 1 detik.


71

Gambar 4.60. Listing program fungsi pengontrol lampu otomatis berdasarkan

pendeteksian sensor

Setelah data mendeteksi maka pada lampu kamar tidur mendapatkan masukan dari

sensor cahaya 1 dan sensor cahaya 2. pada program jika orang didalam kamar tidur sama

dengan lebih dari 1 maka lampu akan menyala dengan Duty cycle sebesar 50%. jika orang

didalam kamar tidur sama dengan 0 maka lampu akan mati dengan Duty cycle sebesar 0%.

Pada lampu kamar mandi jika data sensor motion mendeteksi keberadaan orang didalam

maka lampu akan menyala dengan Duty cycle sebesar 40%. dan jika tombol ditekan atau

dalam keadaan False lampu pada kamar mandi akan dimatikan dengan Duty cycle sebesar

0%. Pada lampu di halaman jika data sensor UV mendeteksi sinar UV dengan Aout sama

dengan lebih dari 0.081 maka lampu akan mati dengan Duty cycle sebesar 0%. Jika Aout

sama dengan kurang dari 0.08 maka lampu akan menyala redup dengan Duty cycle sebesar

20%. Dan jika Aout sama dengan kurang dari 0.019 maka lampu akan menyala terang

dengan Duty cycle sebesar 30%. SmartHome.update() merupakan proses pemanggilan

fungsi Tkinter pada looping while pendeteksian sensor.


72

Gambar 4.61. Grafik hasil Duty cycle GPIO pengontrol otomatis berdasarkan sensor

cahaya

Gambar 4.62. Grafik hasil Duty cycle GPIO pengontrol otomatis berdasarkan sensor

motion

Gambar 4.63. Grafik hasil Duty cycle GPIO pengontrol otomatsi berdasarkan sensor UV

Gambar 4.61. merupakan grafik hasil Duty cycle GPIO pengontrol lampu otomatis

berdasarkan sensor cahaya dengan kondisi saat mendeteksi keberadaan orang di kamar

tidur. Gambar 4.62. merupakan grafik hasil Duty cycle GPIO pengontrol lampu otomatis

(v)

(v)

(v)

(%)

(%)

(%)


73

berdasarkan sensor motion dengan kondisi saat mendeteksi keberadaan orang di kamar

mandi dan dimatikan melalui tombol yang berada di luar kamar mandi. Gambar 4.63.

merupakan grafik hasil Duty cycle GPIO pengontrol kecerahan lampu otomatis

berdasarkan sensor UV dengan kondisi saat mendeteksi sinar UV.

Seluruh pemrograman pengontrol lampu mode otomatis terdapat beberapa while

didalam fungsi. Saat fungsi while bertemu dengan fungsi while program akan memproses

while terakhir maka sistem akan mengecek kondisi terakhir dan menjalankan fungsi while

yang proses pemanggilannya terakhir. Sehingga pada mode otomatis ini pengaturan waktu

nyala lampu tidak dapat dijalankan bersamaan dengan pengontrol lampu otomatis

berdasarkan pendeteksian sensor.

4.5.2. Pembahasan Perangkat Lunak Pengontrol Lampu Manual

Pengontrol lampu manual terdapat 8 (delapan) tombol masing-masing pengontrol

lampu pada ruangan terdapat 2 (dua) tombol yaitu tombol ON untuk menyalakan lampu

dan tombol OFF untuk mematikan lampu. Gambar 4.64. merupakan tombol pada GUI

pengontrol lampu manual.

Gambar 4.64. Tombol pada GUI pengontrol lampu manual

Pengontrol lampu manual hanya terdiri dari fungsi menyalakan lampu dan mematikan

lampu dengan mengecek kondisi lampu dalam looping Tkinter. Gambar 4.63. merupakan

pemrograman pengontrol lampu manual.


74

Gambar 4.65. Pemrograman pengontrol lampu manual

Pada pemrograman pengontrol lampu mode manual terbagi 8 (delapan) fungsi, fungsi

mematikan 4 (empat) dan fungsi mematikan 4 (empat). Fungsi menayalakan pada lampu 1

menghasilkan keluaran Duty cycle sebesar 35%. Fungsi menayalakan pada lampu 2



menghasilkan keluaran Duty cycle sebesar 30%. hal tersebut dikarenakan nilai hambatan

pada beban lampu dan hambatan pada basis berbeda-beda, sehingga nilai Duty cycle


75

disesuaikan dengan intensitas kecerahan lampu. Gambar 4.66. sampai 4.69. merupakan

grafik hasil Duty cycle GPIO pengontrol lampu manual pada masing-masing lampu.

Gambar 4.66. Grafik Duty cycle GPIO pada pengontrol lampu 1



(V)

(V)

(V)

(%)

(%)

(%)


76


4.5.3. Pembahasan Perangkat Lunak Antar muka (GUI)

Pemrograman antar muka (GUI) meliputi denah lampu rumah pintar, pengontrol

lampu otomatis dan pengontrol lampu manual. Denah lampu rumah pintar merupakan

tampilan keadaan lampu, denah tersebut menampilkan terang, redup, dan padam lampu.

Denah terdiri dari lampu 1, 2, 3, dan 4. Lampu 1 adalah lampu pada ruang tamu, lampu 2

adalah lampu pada kamar tidur, lampu 3 adalah lampu pada kamar mandi, dan lampu 4

adalah lampu pada halaman rumah. Gambar 4.70. merupakan penampil jam pada GUI.

Gambar 4.70. Penampil jam pada GUI pusat pengontrol lampu

Gambar 4.71. Listing program penampil jam pada GUI

Program diatas merupakan pemrograman penampil jam pada GUI pusat pengontrol

lampu. Penampil jam tersebut memanggil waktu pada Raspberry Pi.

Gambar 4.72. Denah lampu ruamh pintar

(V)

(%)


77

Gambar 4.73. Listing program denah lampu rumah pintar

Gambar 4.73. merupakan denah lampu rumah pintar. Program diatas merupakan

pembuatan denah lampu rumah pintar. Denah = Label merupakan teks denah lampu rumah

pintar dengan font times new romans ukuran teks 20mm dengan jenis Bold atau tebal.

Canvas_D merupakan background dari denah lampu tersebut dengan luas 200x300. C1

merupakan denah lampu 1 dengan ukuran y1=1, x1=130, y2=300, dan x2=60. C2



merupakan denah lampu 1 dengan ukuran y1=1, x1=1, y2=150, dan x2=60.

Pengontrol lampu ini terdiri dari pengontrol lampu otomatis dan pengontrol lampu

manual. Gambar 4.74. merupakan tombol pengontrol mode otomatis dan mode manual.

Gambar 4.74. Tombol pengontrol mode otomatis dan mode manual

Gambar 4.75. Listing program tombol pengontol mode otomatis dan mode manual

Pada pengontrol lampu otomatis terdapat 2 box entry sebagai masukan pengaturan

waktu nyala lampu, tombol set sebagai pengatur waktu nyala lampu, tombol off untuk

menonaktifkan pengaturan waktu nyala lampu, tombol clear untuk menghapus variabel

pada box entry. Tombol nyalakan sensor untuk mengaktifkan pendeteksian sensor sebagai

pengontrol lampu otomatis, dan tombol matikan sensor untuk menonaktifkan pendeteksian

sensor. Gambar 4.76. merupakan tombol pada GUI pengontrol lampu otomatis.


78

Gambar 4.76. Tombol pengontrol lampu otomatis pada GUI

Gambar 4.77. Listing program tombol pengontrol lampu otomatis pada GUI

Program diatas merupakan listing program tombol pengontrol lampu otomatis pada

GUI. RTC1 dan RTC2 adalah box entry pengaturan waktu nyala lampu. RTC1 terletak

pada sumbu x=10 dan y=325, RTC2 terletak pada sumbu x=10 dan y=375. mengatur

merupakan pemrograman tombol set pada pengaturan waktu nyala lampu, mematikan

merupakan pemrograman tombol off pada pengaturan waktu nyala lampu, dan hapus

merupakan pemrograman tombol clear pada pengaturan waktu nyala lampu. Terang

merupakan pemrograman tombol terang pada kecerahan lampu ruang tamu, redup

merupakan pemrograman tombol redup pada kecerahan lampu ruang tamu, dan padam

merupakan pemrograman tombol padam pada kecerahan lampu ruang tamu. Keluar

merupakan pemrograman tombol untuk keluar dari GUI pusat pengontrol lampu.


79

Gambar 4.78. Tombol pengontrol lampu manual pada GUI

Gambar 4.79. Listing program tombol pengontrol lampu manual pada GUI

Gambar 4.79. merupakan tombol pengontrol lampu manual pada GUI pusat

pengontrol lampu. Program diatas merupakan listing program pembuatan tombol

pengontrolan lampu manual. Lampu1, lampu2, lampu3, dan lampu4 merupakan program

label pada setiap tombol. ON_1, ON_2, ON_3, dan ON_4 merupakan pemrograman

tombol ON pada setiap tombol pengontrolan lampu manual pada GUI pusat pengontrol

lampu. OFF_1, OFF_2, OFF_3, dan OFF_4 merupakan pemrograman tombol OFF pada

setiap tombol pengontrolan lampu manual pada GUI pusat pengontrol lampu.


80

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil pengujian dan pengambilan data pada pusat pengontrol lampu pada

rumah pintar berbasis Raspberry Pi, dapat diambil kesimpulan:

1. Sistem mampu mengendalikan lampu pada protoype rumah pintar sesuai dengan

mode pilihan pengguna yaitu mode manual dan mode otomatis.

2. Sistem mampu mengendalikan waktu nyala lampu berdasarkan waktu nyata dengan

error 0%.

3. Sistem mampu mendeteksi data sensor sebagai pengendali itensitas pencahayaan

lampu terang, redup, dan padam dengan error 0%.

4. Driver lampu DC mampu memberikan tegangan sesuai variasi masukan Duty cycle

atau PWM.

5. Sistem memiliki kelemahan pada mode otomatis, dimana waktu nyala lampu tidak

dapat dijalankan bersamaan dengan pendeteksian sensor.

5.2. Saran

Saran untuk pengembangan penelitian selanjutnya:

1. Pengontrolan lampu pada rumah mode otomatis lebih dipermudah bagi pengguna.

2. Mengembangkan sistem agar tidak mengendalikan pencahayaan saja, tetapi diperluas

pada keamanan maupun kemudahan lainnya.


81

DAFTAR PUSTAKA

[1] http://Smarthomeindonesia.co.id/ diakses 26 september 2016

[2] Muwarni yulia, M., 2014, Lampu panggung terkendali musik berbasis Raspberry Pi.,

Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

[3] Apriyanto, 2016, Aplikasi PLC Modicon M221 untuk Smart Home dengan HMI

Berbasis Android., Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

[4] ----, 2015, Raspberry pi model B, element 14 and RS version.

[5] http://elinux.org/RPi_Low-level_peripherals#General_Purpose_Input.2FOutput_.28G

PIO.29 diakses 26 September 2016

[6] Ricardson, M., Wallace S., 2012, getting started with Raspberry Pi, O’Reilly Media,

United State of America.

[7] Kiusalas, J., 2005, Numerical Methods in Engineering with Pyton, Cambridge

Uneversity Press, New York.

[8] Bressert, E., 2013, SciPy and NumPy, 2nd ed, O’Reilly Media, United State of

America.

[9] http://Skemaku.com/pengertian_sensor diakses 06 September 2016

[10] Lady, Ada., 2016, pir passive infrared proximity motion sensor, Adafruit Industries.

[11] Learn.adafruit.com/pir-passive-infrared-proximity-motion-sensor/how-pirs-work

diakses 12 Oktober 2016

[12] Everlight Electronics Co., LTD., 2011, 5mm Silicon PIN Photodiode T-1, Everlight

Electronics Co., LTD.

[13] http://www.robotics-university.com/2014/08/photo-diode.html diakses 12 Oktober

2016

[14] Waveshare., 2015, UV-Sensor-User-Manual.

[15] http://Sunrom.com/ultraviolet(UV)_light_radiation_sensor diakses 04 Oktober 2016

[16] http://Itead.cc/wiki/UV_Sensor diakses pada tanggal 04 Oktober 2016

[17] NXP., 2013, PCF8591 8 bit A/D and D/A converter, NXP.

[18] Maxim Integrated., 2015, DS1302 Trickle-Charge timekeeping Chip, Maxim

Integrated.

[19] Sony., 2007, Guided Red Laser Diode SLD135VS, Sony.

[20] Rashid, M., 2004, Power Electronics Handbook, Academic Press., Pensacola,

Florida.


http://www.smarthomeindonesia.co.id/

http://http:/elinux.org/RPi_Low-level_peripherals#General_Purpose_Input.2FOutput_.28GPIO.29

http://http:/elinux.org/RPi_Low-level_peripherals#General_Purpose_Input.2FOutput_.28GPIO.29

82

[21] Boylestad, R., Nashelsky, L., 2010, Electronic Divice and Circuit Theory, 10th ed,

Pretince Hall Inc., New Jersey.

[22] On Semiconductor, Complementary Silicon Plastic Power Transistors (NPN) (PNP)

TIP41, On Semiconductor.

[23] Microchip Technology Inc., 2008, MCP3004/3008 4-Channel/8-Channel 10-Bit

A/D Converters with SPI Serial Interface, Microchip Technology Inc.


L1

LAMPIRANRangkaian Driver lampu DC


L2

Data driver ledLampu 1 Lampu 2 Lampu 3

Lampu 4

Lampu 1

Lampu 2

Lampu 3

pwm(%) teg regulator(v) teg basis(v) teg masukan(v) pwm pengukuran osiloscop(%) Vavrg(v)

10 7.65 0.088 0.31 10.89 0.483

20 8.4 0.18 0.6 19.81 0.796

30 9.44 0.25 0.9 29.71 1.11

40 6.75 0.33 1.19 40.2 1.46

50 6.7 0.35 1.47 49.99 1.79

pwm(%) teg regulator(v) teg basis(v) teg masukan(v) pwm pengukuran osiloscop(%) Vavrg(v)10 7.9 0.08 0.31 9.89 0.45320 8.5 0.15 0.6 20.57 0.81330 9.5 0.23 0.9 29.74 1.1140 6.8 0.3 1.2 40.59 1.4650 6.8 0.33 1.47 50.48 1.79



L3

Lampu 4

VCE driver lampu DC


PWM VCE Driver lampu 1(v)




10 9,18-9,38 9,38-9,51 9,27-9,40 9,08-9,21

20 7,89-8,23 8,70-8,82 8,16-8,31 7,16-7,39

30 6,70-7,10 7,60-7,80 7,03-7,14 6,46-6,93

40 5,63-5,87 7,18-7,26 5,64-5,79 5,38-5,52

50 4,79-5,02 6,50-6,92 4,62-4,90 4,38-4,75


L4

Data resume PIR motion sensor


L5

Data sensor cahaya

Data sensor UV


L6


L7

Data selisih RTC dan waktu nyata

waktu Modul RTC DS1307 current local yogyakarta (timeanddate.com) perbandingan waktu selisih13:50:00 13:50:00 0 menit 014:10:00 14:10:00 20 menit 014:30:00 14:30:00 40 menit 014:50:00 14:50:00 60 menit 015:10:00 15:10:00 80 menit 015:30:00 15:30:00 100 menit 015:50:00 15:50:00 120 menit 016:10:00 16:10:00 140 menit 016:30:00 16:30:00 160 menit 016:50:00 16:50:00 180 menit 017:10:00 17:10:00 200 menit 017:30:00 17:30:00 220 menit 017:50:00 17:50:00 240 menit 018:10:00 18:10:00 260 menit 018:30:00 18:30:00 280 menit 018:50:00 18:50:00 300 menit 019:10:00 19:10:00 320 menit 019:30:00 19:30:00 340 menit 019:50:00 19:50:00 360 menit 020:10:00 20:10:00 380 menit 020:30:00 20:30:00 400 menit 020:50:00 20:50:00 420 menit 0


L8


L9


L10


Documents

PUSATPENGONTROLLAMPUPADARUMAHPINTAR … · kendali lampu secara manual dan otomatis menggunakan teknologi Raspberry Pi agar ... Memberikan gambaran mengenai salah satu aplikasi yang