0609u104 - dwi aditya herfiansyahrevisi

Jurnal Penelitian Teknik Informatika, Februari 2014

PEMBANGUNAN ELECTRICAL CONTROL SYSTEM BERBASIS

SMARTPHONE ANDROID DENGAN MEDIA INTERNET

(IMPLEMENTASI SISTEM SMART HOME)

Dwi Aditya Herfiansyah

Teknik Informatika-Universitas Widyatama, Bandung, Indonesia

40124

[email protected]

ABSTRAK

Smart home merupakan sistem yang digunakan untuk mengintegrasikan berbagai sistem yang umumnya

terdapat dalam suatu rumah (bangunan). Sistem smart home ini sudah mendukung dan membantu pemilik rumah

agar dapat mengontrol peralatan listrik dari jarak jauh. Dengan bantuan Microcontroller ATMega328P-PU yang

telah dipaket menjadi development board Arduino Duemilanove sebagai pengendali utama dan juga Ethernet Shield

sebagai penghubung data ke web service sehingga memungkinkan sistem dapat terhubung dengan internet.

Electrical Control System merupakan salah satu sistem Smart Home yang dapat mengontrol peralatan listrik

dari jarak jauh melalui internet. Selain itu, piranti yang digunakan untuk mengontrol peralatan listrik dari jarak jauh

menggunakan aplikasi pada Smartphone Android. Pada aplikasi ini dapat memberikan instruksi menghidupkan atau

mematikan peralatan listrik, dimana data instruksi tersebut disimpan pada server database web service. Pada aplikasi

Android ini dapat mengingatkan apabila pemilik lupa terhadap peralatan listriknya yang masih menyala ketika

pemilik sedang berada di luar rumah.

Pemodelan yang digunakan dalam pembangunan electrical control system ini menggunakan model prototyping.

Secara garis besar pemodelan ini melakukan proses tahap pengumpulan kebutuhan dan analisis, perancangan dan

implementasi, dan pengujian. Prototyping ini merupakan model proses perangkat lunak yang telah secara eksplisit

dirancang untuk mengakomodasi suatu produk yang akan berubah secara perlahan sepanjang waktu dan model

proses yang berdiri sendiri[1].

Kata Kunci: Driver Relay, Android, Electrical Control System, Smart Home, Arduino

1. PENDAHULUAN

Pemanfaatan energi listrik dewasa ini kurang diterapkan pada kehidupan sehari-hari pasalnya banyak pengguna

yang menggunakan peralatan elektronik dengan mengonsumsi listrik secara berlebihan. Salah satu masalah yang

sering terjadi yaitu pengguna lupa untuk mematikan peralatan elektronik saat meninggalkan rumah dalam keadaan

sedang menggunakan daya listrik. Sehingga listrik yang digunakan kurang bermanfaat dan masalah tersebut

merupakan salah satu pemborosan energi listrik.

Ketidaknyamanan timbul ketika rumah sedang ditinggalkan namun ditengah perjalanan ternyata pengguna lupa

belum mematikan peralatan elektronik yang terhubung dengan peralatan listrik dimana salah satunya yaitu stop

kontak, sehingga efeknya timbul kekhawatiran terhadap pengguna akan terjadinya konsleting, biaya untuk membayar

tagihan listrik semakin tinggi dan timbul kekhawatiran lainnya. Hal tersebut menjadi salah satu kendala bagi para

pengguna listrik dimana pengguna tidak dapat mengontrol peralatan listrik dari jarak jauh dan yang bisa pengguna

lakukan hanyalah kembali ke rumah untuk mematikan peralatan listrik tersebut.

Dalam melakukan pengontrolan peralatan listrik yang ada rumah dari jarak jauh, dibutuhkan media penghantar

yang dapat memberikan perintah dari jarak jauh guna dapat mempermudah pengguna apabila lupa mematikan

peralatan elektronik setelah meninggalkan rumah dan memberikan informasi secara visual terhadap kondisi peralatan

listrik yang sedang hidup. Ketersediaan media penghantar atau instruksi merupakan hal penting dalam penggunaan

sistem yang dapat mengontrol peralatan listrik rumah dari jarak jauh. Penggunaan teknologi yang tepat diperlukan

agar perintah dari pengendali dapat diterima baik oleh hardware yang disimpan di dalam rumah.

Perkembangan terhadap teknologi tidak pernah berhenti. Dalam beberapa tahun terakhir perangkat elektronika

berkembang dengan pesat. Smartphone merupakan salah satu perangkat elektronika yang berkembang dengan pesat.


Smartphone tidak terlepas dari operating system yang terus mengalami kemajuan dari waktu ke waktu. Android

merupakan salah satu operating system yang mengalami kemajuan dengan cepat. Namun ditinjau dari segi

penggunaannya, penggunaan smartphone berbasis Android saat ini belum begitu optimal [4].

Maksud dan tujuan membangun sistem ini adalah dapat mengantisipasi kelupaan dalam mematikan atau

menghidupkan peralatan listrik ketika rumah sudah ditinggalkan oleh penghuni rumah dan dalam pembangunan

sistem ini menggunakan model pengembangan sistem prototyping.

Model Prototyping adalah pemodelan evolusioner yang bersifat iteratif yang merupakan model proses

perangkat lunak yang telah secara eksplisit dirancang untuk mengakomodasi suatu produk yang akan berubah secara

perlahan (berevolusi) sepanjang waktu. Pembuatan Prototipe dapat digunakan sebagai model proses yang berdiri

sendiri, pembuatan prototipe lebih umum digunakan sebagai teknik yang dapat diimplementasikan di dalam konteks

setiap model perangkat lunak.[1]

Adapun sistematika penulisan jurnal ini terdiri dari pendahuluan, analisis dan perancangan, implementasi dan

pengujian, kesimpulan dan referensi yang digunakan oleh penulis.

2. STUDI TERKAIT

Dalam pembangunan sistem smart home electrical control ini, terdapat studi terkait yang menjadi dasar dalam

pelaksanaan penelitian. Arduino Duemilanove merupakan salah satu jenis board Arduino yang diproduksi oleh tim

developer Arduino. Arduino Duemilanove menggunakan ATMega328P-PU sebagai microcontroller[5]. Selain itu

dalam pembangunan electrical control system ini, memiliki sebuah Arduino Ethernet Shield sebagai modul yang

dapat menghubungkan antara peralatan listrik dengan internet[6]. Tidak terlepas dari microcontroller, bahwa smart

home memiliki piranti perangkat lunak yang digunakan sebagai pengontrol agar peralatan listrik tersebut dapat

dikontrol dari jarak jauh. Android merupakan sistem operasi berbasis Linux yang dirancang untuk perangkat seluler

layar sentuh seperti smartphone dan komputer tablet[4]. Kelebihan dari Android adalah sistem operasi yang open

source sehingga para developer dapat mengembangkan aplikasi pada Android ini. Salah satunya dapat

dikembangkan menjadi piranti lunak yang dapat mengontrol peralatan listrik dari jarak jauh melalui internet.

3. PENGEMBANGAN PROTOTYPE

Dalam penelitian smart home electrical control system ini, dilakukan pemodelan sistem dengan menggunakan

prototyping sehingga akan dijelaskan mengenai prototype pertama sampai prototype akhir mulai dari tahap analisis,

perancangan, serta implementasi dan pengujian.

3.1 PROTOTYPE PERTAMA

Pada tahap prototype pertama ini dilakukan sebuah analisis terlebih dahulu untuk dapat mengontrol peralatan

listrik dari jarak jauh. Analisis yang dilakukan meliputi terhadap komunikasi yang digunakan agar dapat saling

berkomunikasi dari Arduino dengan web service dan web service dengan Android. Analisis untuk prototype pertama

ini bahwa untuk komunikasi dari Arduino dengan web service yaitu dengan cara Arduino membaca halaman web.

Sedangkan komunikasi yang digunakan antara Android dengan web service yaitu menggunakan bahasa JSON,

method POST dan GET. Komunikasi menggunakan Bahasa JSON apabila dari Android ingin membaca data yang

ada pada database server dengan cara ditampilkan menggunakan fungsi jsonencode pada PHP. Sedangkan apabila

Android ingin mengirimkan data ke web service yaitu menggunakan method POST atau GET. Perbedaannya adalah

apabila menggunakan method GET, pengiriman datanya dengan cara menambahkan pada URI sedangkan method

POST pengiriman datanya ke server dengan diincludekan pada sebuah permintaan (body of request) dan bukan

melalui URI dan hasil dari method POST ini tidak bersifat cacheable (dapat disimpan dalam cache). Gambaran

secara umum dari smart home electrical control system[3] ini adalah sebagai berikut :


Gambar 1 Gambaran Sistem Baru Prototype Pertama

Pada tahap perancangan untuk prototype pertama ini dapat terlihat pada gambar 1 yang menunjukan rancangan

sistem prototype pertama. Perancangan dilakukan mulai dari pembangunan aplikasi pada perangkat pengontrol pada

Android sampai penyimpanan data pada web service dan juga pembangunan perangkat keras yaitu dengan

membangun driver relay agar dapat memutuskan atau menghubungkan tegangan peralatan listrik dari jarak jauh.

Driver relay yang dibuat akan dihubungkan pada peralatan listrik dan juga Arduino[2]. Arduino memberikan

perintah kepada driver relay untuk memutuskan atau menghubungkan tegangan pada peralatan listrik. Perintah

tersebut didapat dari database server yang ditampilkan pada sebuah halaman web agar dapat dibaca oleh Arduino.

Dan perintah pada database server tersebut didapat dari user melalui aplikasi Android.

Tahap pengujian untuk prototype pertama meliputi pengujian pada komunikasi antara Arduino, web service, dan

aplikasi Android. Pengujian terhadap Arduino dan web service dilakukan dengan cara Arduino secara berulang untuk

request data ke halaman web tersebut. Data pada halaman web tersebut didapat dari perintah user terhadap peralatan

listrik yang di kirim melalui aplikasi Android yang disimpan pada database server. Halaman web yang diujikan pada

prototype pertama dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 2 Pengujian Komunikasi Arduino dan Web Service

Separator # menunjukan bahwa apabila Arduino membaca karakter tersebut maka karakter setelah itu adalah

perintah yang harus dijalankan oleh Arduino ke driver relay. Pada gambar 2 tersebut, setelah separator # sampai

ditemukannya separator ^ terdapat 6 data yang merupakan perintah menyala atau mati untuk 6 driver relay. Dan

apabila Arduino membaca karakter ^ itu artinya Arduino harus berhenti membaca data pada halaman web tersebut.

Sedangkan untuk pengujian pada Android dan web service yaitu terhadap pengiriman data agar dapat disimpan pada

database server. Selain itu dilakukan pengujian terhadap pengecekan pada kondisi peralatan listrik, baik yang sedang

menyala maupun mati yang ditampilan pada halaman dari sebuah aplikasi Android yang dibangun.

Setelah dilakukan pengujian pada prototype pertama ini ternyata sistem memiliki kekurangan dari segi

keamanan. Tidak adanya halaman login pada saat awal membuka aplikasi menunjukan bahwa aplikasi ini masih bisa

diakses oleh siapa saja. Lalu kekurangan lainnya yaitu apabila terjadi kealpaan terhadap peralatan listrik dan pemilik

rumah tidak ingat bahwa peralatan listrik dirumah masih menyala yang seharusnya peralatan listrik tersebut tidak

terhubung dengan peralatan elektronik lainnya yang dapat menyebabkan pemborosan listrik dan juga bisa

menyebabkan terjadinya konsleting. Hal tersebut terjadi karena tidak adanya sistem yang dapat mengingatkan

kepada pemilik rumah terhadap kealpaan yang terjadi pada peralatan listrik tersebut. Maka dari itu dibutuhkan

prototype kedua agar kekurangan dari sistem prototype pertama ini dapat dilakukan.


3.2 PROTOTYPE KEDUA

Pada proses prototype pertama, ternyata sistem masih memiliki kekurangan dari keamanan sistem yang dimana

tidak adanya halaman login ketika pertama membuka aplikasi. Dan juga tidak adanya sistem yang dapat

mengingatkan pemilik rumah apabila terjadi kealpaan terhadap peralatan listrik. Sehingga pada prototype kedua ini

akan dilakukan analisis, perancangan serta implementasi dan pengujian terhadap kekurangan sistem pada prototype

pertama tersebut. Sistem reminder merupakan salah satu fitur yang akan digunakan pada sistem smart home ini agar

pemilik rumah dapat diingatkan ketika terjadi kealpaan terhadap peralatan listrik saat pemilik rumah sedang berada

jauh dari lingkungan rumahnya. Selain itu apabila terdapat halaman login maka tentunya user dapat melakukan

registrasi. Registrasi ini merupakan fitur untuk mendaftarkan akun pada aplikasi ini agar dapat mengakses fitur

didalamnya seperti pengontrolan peralatan listrik dan juga kelola reminder.

Tahap perancangan untuk prototype kedua ini dibuat use case diagram yang menggambarkan bagaimana

kebutuhan sistem secara fungsional. Pada gambar 3 merupakan use case diagram prototype kedua.

Gambar 3 Use Case Diagram Electrical Control System Gambar 4 Perangkat Keras Smart Home

Perancangan juga dilakukan terhadap user interface pada aplikasi mobile dan juga rangkaian keseluruhan

terhadap perangkat keras. Perangkat keras yang dirancang pada tahap prototype kedua ini dibangun sebuah maket

rumah agar pengimplementasian lebih jelas. Implementasi terhadap maket yang dibangun menggunakan bahan

acrylic dan dirangkai menjadi sebuah rumah-rumahan kecil dimana terdapat 6 ruangan yang disesuaikan banyaknya

driver relay yang dibangun. Dapat terlihat pada gambar 4 yang menunjukan keseluruhan perangkat keras pada smart

home electrical control system mulai dari maket rumah, led sebagai pengganti peralatan listrik, driver relay, Arduino

Duemilanove dan Modul Ethernet Shield.

Gambar 5 User Interface pada Aplikasi Android

Kelola

Petunjuk Pengunaan

Kelola

Tentang Pengembang

Registrasi Akun

Login User

Mengelola Reminder

Peralatan Listrik

Request Data Instruksi Web

Server

User

Kirim Instruksi Mematikan

Peralatan Listrik

Mengelola Kontrol

Peralatan Listrik

<<include>>

<<include>>

Kirim Instruksi Menghidupkan

Peralatan Listrik<<include>>

Kelola Registrasi Kode

Admin

Login Admin


Pengujian yang dilakukan pada tahap prototype kedua ini adalah melakukan sistem terhadap halaman login dan

juga fitur reminder. Untuk halaman login ketika mengisi form dengan benar maka akan di lempar ke halaman

dashboard pada smart home, namun apabila mengisi form yang salah atau kosong maka sistem akan memberikan

informasi error baik itu salah username atau password ataupun belum mengisi form. Lalu pengujian terhadap

reminder yaitu menguji terhadap fungsi yang dilakukan. Sebelum dapat menjalankan fungsi reminder, user harus

terlebih dahulu mengisi form Add Reminder agar reminder yang telah dibuat dapat disimpan oleh database server.

Sehingga apabila waktu dan hari tersebut cocok dengan data yang ada pada database server maka aplikasi akan

memberikan notifikasi terhadap user melalui aplikasi Android. Pada proses prototype kedua ini telah dilakukan

tujuan yang telah dijelaskan pada poin pendahuluan.

Tujuan pembuatan sistem ini adalah membangun sistem yang dapat mengantisipasi kelupaan dalam mematikan

atau menghidupkan peralatan listrik ketika rumah sudah ditinggalkan oleh penghuni rumah dengan membangun

sebuah hardware yang terhubung dengan peralatan listrik rumah, membangun sistem berbasis mobile Android

sebagai media pengontrol peralatan listrik dari jarak jauh. Pada prototytpe membahas pengumpulan kebutuhan

diantaranya pembahasan tentang kebutuhan pembangunan sistem, diagram use case, skenario use case, diagram

class tahap analisis, diagram sequence, analisis kebutuhan perangkat, perancangan user interface, dan implementasi

sistem.

4. HASIL PEMBAHASAN

Hasil pembahasan untuk smart home electrical control system bertujuan untuk membangun sistem yang dapat

mengantisipasi kelupaan dalam mematikan atau menghidupkan peralatan listrik ketika rumah sudah ditinggalkan

oleh penghuni rumah. Dengan membangun sebuah perangkat keras pada smart home yang terhubung dengan

peralatan listrik rumah. Perangkat keras yang dimaksud meliputi Arduino Duemilanove, Modul Ethernet Shield,

driver relay, led sebagai pengganti peralatan listrik dan router. Selain itu dibangun sistem sebagai piranti pengontrol

peralatan listrik dari jarak jauh menggunakan internet berbasis mobile Android. Setelah dilakukan proses prototype

kedua ternyata tujuan yang diharapkan sudah tercapai sehingga proses prototyping dilakukan sampai tahap prototype

kedua.

5. PENUTUP

Setelah dilakukan pengujian serta implementasi maka kesimpulan yang diambil dari hasil pembangunan

electrical control system dengan berbasis smartphone Android dengan media internet yaitu,

1. Adanya sistem smart home ini, dengan menggunakan rangkaian hardware berupa microcontroller

development board Arduino yang dihubungkan dengan driver relay dan disambungkan dengan koneksi

internet menggunakan Ethernet Shield serta dihubungkan dengan peralatan listrik rumah sehingga

pengontrolan peralatan listrik dapat diakses oleh internet melalui web service.

2. penggunaan smartphone berbasis Android digunakan sebagai media untuk mengontrol seluruh peralatan

listrik rumah dari jarak jauh yang dapat memberikan informasi secara visual dengan menggunakan internet

sebagai jalur komunikasinya ke web service.

3. Sistem ini dapat memberikan reminder berupa notifikasi pada smartphone Android sebagai sistem pengingat

bagi penghuni rumah jika dalam kondisi tertentu ingin mematikan atau menghidupkan peralatan listrik ketika

rumah sudah ditinggalkan.

Dalam pembangunan smart home electrical control system ini, dapat dilakukan pengembangan lebih lanjut.

Adapun dibawah ini merupakan saran dari pengembang agar pengembangan terhadap smart home dapat dilakukan

pada tahap selanjutnya,

1. Diharapkan aplikasi smart home ini, dapat dikembangkan untuk smartphone pada berbagai sistme operasi

seperti, Windows Mobile, IOS, dan Blackberry atau bahkan sistem operasi yang nantinya akan berkembang

kedepannya.


2. Pada sistem smart home untuk pengembangan berikutnya diharapkan terdapat fitur mematikan atau

menyalakan peralatan listrik secara otomatis apabila dirumah tidak ada pergerakan. Maka dari itu

diharapkan dapat menambah sebuah sensor dalam membaca pergerakan manusia jadi jika didalam rumah

tidak ada pergerakan sama sekali beberapa peralatan listrik dapat di set untuk mengaktifkan fitur dari point

2 tersebut.

3. Pada pengembangan selanjutnya, sistem smart home ini diharapkan dapat memberikan notifikasi kepada

pengguna listrik apabila terjadi peralatan listrik yang rusak

REFERENSI

[1] Pressman, Roger S., Rekayasa Perangkat Lunak Edisi 7 Buku 1, Andi, Yogyakarta, 2012.

[2] Tim Pustena ITB. Jurus Kilat Jago Membuat Robotika. Dunia Komputer, Bekasi, 2011.

[3] Yurmama, TriFajar. “Perancangan Software Aplikasi Pervasive Smart Home.” Jurnal Seminar Nasional

Aplikasi Teknologi Informasi, Yogyakarta, 2009.

[4] Safaat H, Nazruddin. Android Pemrograman Aplikasi Mobile Smartphone dan Tablet PC Berbasis Android

Edisi Revisi. Informatika, Bandung, 2012.

[5] Arduino. “Arduino Duemilanove.” 16 September 2013

<http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardDuemilanove>

[6] Arduino. “Arduino Ethernet Shield.” 20 September 2013 <http://arduino.cc/en/Main/ArduinoEthernetShield>

0609u104 - dwi aditya herfiansyahrevisi

Documents