MODUL PENGONTROL LAMPU RGB BERBASIS APK

MODUL PENGONTROL LAMPU RGB BERBASIS APK

Dhimas Cahya Kardiana¹, Ega Prayogo², Siti Musyarofah³,

Samuel BETA Kuntardjo⁴

Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang

Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275

E-mail : ¹dhimas.cahya@gmail.com, ²regagenesis@gmail.com, ³ofasmusyarofah@gmail.com, ⁴sambetak2@gmail.com

Intisari- Modul Pengontrol Lampu RGB Berbasis APK merupakan sebuah modul pengontrol lampu secara nirkabel dengan menggunakan Smartphone Android sebagai pengontrolnya. Modul ini menggunakan koneksi Bluetooth sebagai penghubung antara Smartphone Android dengan mikrokontroller. Smartphone dengan aplikasi android memanfaatkan fitur Voice Command sebagai input untuk mengontrol lampu RGB. Perintah dari aplikasi Voice Command akan dikirim oleh Smartphone ke mikrokontroller menggunakan koneksi Bluetooth. Data yang diterima oleh mikrokotroller akan digunakan untuk mengontrol nyala lampu RGB.

Kata Kunci : ARM Cortex, Android, Bluetooth HC-05, Lampu RGB

Abstract- RGB Lamp Controller Module Based on APK is a wireless lighting control module using the Android smartphone as a controller. This module uses a Bluetooth connection as the connector between Android Smartphone with microcontroller. Smartphone with the android applications utilizing Voice Command features as input to control RGB lamp. Command of the Voice Command application will be sent by Smartphone to the microcontroller using a Bluetooth connection. Data received by microcotroller will be used to control the RGB lamp.

Keyword : ARM Cortex, Android, Bluetooth HC-05, RGB Lamp

1. PENDAHULUAN

1.1    Latar Belakang

Saat ini hampir setiap orang tidak terlepas dari ponsel sebagai sarana telekomunikasi.  Awalnya fungsi ponsel hanya sebagai alat komunikasi, namun karena perkembangannya sangat pesat maka pemanfaatan ponsel bukan sekedar untuk komunikasi saja. Pemanfaatan teknologi telekomunikasi dengan media ponsel saat ini salah satunya adalah sebagai alat pengontrol lampu. Smartphone  merupakan device  yang memiliki sistem operasi yang memungkinkan untuk menjalankan berbagai aplikasi, misalnya Windows Mobile, Android, Symbian, ataupun sistem operasi Blackberry. Sebuah smartphone selalu dilengkapi berbagai aplikasi atau software  yang tentunya ditujukan untuk meningkatkan produktivias dan mendukung kegiatan sehari-hari.  Salah satu aplikasi untuk pengolahan  suara  dikontrol untuk  mengenali  adanya  perintah  suara  yang dideteksi adalah voice command.

Voice command adalah fitur perintah suara untuk menjalankan suatu aplikasi yang terdapat pada smartphone atau alat elektronik lainnya, untuk mempermudah pengguna dalam menggunakan fitur tersebut. Tetapi kebanyakan pengguna jarang atau bahkan tak pernah menggunakan fitur voice command ini. Sebagian besar smartphone punya fasilitas perintah program dengan suara (voice command). Tetapi fitur ini belum banyak dimanfaatkan secara maksimal. Karena hampir setiap smartphone memiliki fitur voice command, seperti Bentley. sebagian orang memang belum banyak tahu tentang voice command. Ini adalah fitur di mana kita bisa memerintahkan sebuah ponsel untuk mengerjakan sesuatu melalui perintah suara. Tidak perlu mengoperasikan tombol navigasi  atau pun menyentuh layar touch screen dengan stylus.

1.2    Perumusan Masalah

Berdasarkan permasalahan yang terdapat pada latar belakang, maka disusun rumusan masalah sebagai berikut :

1.         Bagaimana agar dapat mengontrol lampu RGB dengan menggunakan Smartphone Android ?

2.         Bagaimana agar dapat mengembangkan Mikrokontroller ARM dengan Smartphone Android ?

1.3    Ruang Lingkup

Berdasarkan rumusan masalah diatas, agar pembahasan terfokus pada perumusan masalah yang akan dibahas pada alat ini sebagai berikut :

1.       Lampu yang dikontrol berwarna merah, hijau, dan biru dengan input suara menggunakan smartphone android

2.       Hubungan antara Smartphone dengan Mikrokontroller menggunakan jaringan bluetooth dengan jarak ± 10 meter.

1.4.   Tujuan

1.    Dapat mengontrol lampu RGB menggunakan smartphone android

2.    Dapat mengembangkan Mikrokontroller ARM dengan Smartphone Android

3.    Menerapkan ilmu yang telah dipelajari di perkuliahan pada peralatan elektronik.

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 ARM Cortex

ARM (Advanced RISC Machine) adalah prosesor dengan arsitektur set instruksi 32­bit RISC (Reduced Instruction Set Computer) yang dikembangkan oleh ARM Holdings. ARM merupakan singkatan dari Advanced RISC Machine (sebelumnya lebih dikenal dengan kepanjangan Acorn RISC Machine). ARM merupakan kolaborasi dari Apple Computer dan Acorn Computer pada tahun 1990. ARM merupakan perusahaan IP (Intellectual Property) yang menjual desain arsitektur mikrokontroler atau mikroprosesor. Pada awalnya ARM prosesor dikembangkan untuk PC (Personal Computer) oleh Acorn Computers, sebelum dominasi Intel x86 prosesor­ Microsoft di IBM PC kompatibel menyebabkan Acorn Computers bangkrut.

Gambar 1.  Mikrokontroller ARM

ARM memiliki 3 jenis instruksi, yaitu : instruksi ARM (32-bit), instruksi Thumb (16-bit), dan instruksi Thumb-2 (16-bit dan 32-bit). Untuk instruksi Thumb dikenal mulai ARM7TDMI. ARM mempunyai dua macam jenis lisensi, yaitu :

1.     Lisensi desain core : mendapatkan desain core sesuai dengan desain arsitektur yang diinginkan.

2.     Lisensi arsitektur ARM : mendapatkan desain arsitektur dan dapat merancang desain core sendiri.

2.2 Bluetooth HC-05

Modul bluetooth seri HC memiliki banyak jenis atau varian, yang secara garis besar terbagi menjadi dua yaitu jenis ‘industrial series’ yaitu HC-03 dan HC-04 serta ‘civil series’ yaitu HC-05 dan HC-06.

Modul Bluetooth serial, yang selanjutnya disebut dengan modul BT saja digunakan untuk mengirimkan data serial TTL via bluetooth. Modul BT ini terdiri dari dua jenis yaitu Master dan Slave.

Gambar 2. Bluetooth HC-05

Seri modul BT HC bisa dikenali dari nomor serinya, jika nomor serinya genap maka modul BT tersebut sudah diset oleh pabrik, bekerja sebagai slave atau master dan tidak dapat diubah mode kerjanya, contoh adalah HC-06-S. Modul BT ini akan bekerja sebagai BT Slave dan tidak bisa diubah menjadi Master, demikian juga sebaliknya misalnya HC-04M. Default mode kerja untuk modul BT HC dengan seri genap adalah sebagai Slave.

Sedangkan modul BT HC dengan nomer seri ganjil, misalkan HC-05, kondisi default biasanya diset sebagai Slave mode, tetapi pengguna bisa mengubahnya menjadi mode Master dengan AT Command tertentu.

Penggunaan utama dari modul BT ini adalah menggantikan komunikasi serial via kabel, sebagai contoh :

1.       Jika akan menghubungkan dua sistem mikrokontroler agar bisa berkomunikasi via serial port maka dipasang sebuah modul BT Master pada satu sistem dan modul BT Slave pada sistem lainnya. Komunikasi dapat langsung dilakukan setelah kedua modul melakukan pairing. Koneksi via bluetooth ini menyerupai komunikasi serial biasa, yaitu adanya pin TXD dan RXD.

2.       Jika sistem mikrokontroler dipasangi modul BT Slave maka ia dapat berkomunikasi dengan perangkat lain semisal PC yang dilengkapi adapter BT ataupun dengan perangkat ponsel, smartphone dan lain-lain

3.       Saat ini banyak perangkat seperti printer, GPS modul dan lain-lain yang bekerja menggunakan media bluetooth, tentunya sistem mikrokontroler yang dilengkapi dengan BT Master dapat bekerja mengakses device-device tersebut

Pemakaian module BT pada sistem komunikasi baik antar dua sistem mikrokontrol maupun antara suatu sistem ke device lain tidak perlu menggunakan driver, tetapi komunikasi dapat terjadi dengan dua syarat yaitu :

1.       Komunikasi terjadi antara modul BT Master dan BT Slave, komunikasi tidak akan pernah terjadi jika kedua modul sama-sama Master atau sama-sama Slave, karena tidak akan pernah pairing diantara keduanya

2.       Password yang dimasukkan cocok

Modul BT yang banyak beredar di sini adalah modul HC-06 atau sejenisnya dan modul HC-05 dan sejenisnya. Perbedaan utama adalah modul HC-06 tidak bisa mengganti mode karena sudah diset oleh pabrik, selain itu tidak banyak AT Command dan fungsi yang bisa dilakukan pada modul tersebut. Diantaranya hanya bisa mengganti nama, baud rate dan password saja.

Sedangkan untuk modul HC-05 memiliki kemampuan lebih yaitu bisa diubah mode kerjanya menjadi Master atau Slave serta diakses dengan lebih banyak AT Command, modul ini sangat direkomendasikan, terutama dengan flexibilitasnya dalam pemilihan mode kerjanya.

2.3 Triac BT 136

TRIAC, atau Triode for Alternating Current (Trioda untuk arus bolak -balik) adalah sebuah komponen elektronik yang ekivalen dengan dua SCR yang disambungkan anti paralel dan kaki gerbangnya disambungkan bersama. Nama resmi untuk TRIAC adalah Bidirectional Triode Thyristor. Ini menunjukkan saklar dua arah yang dapat mengalirkan arus listrik ke kedua arah ketika dipicu (dihidupkan), dengan tegangan positif ataupun negatif pada elektrode gerbang. Sekali dihidupkan, komponen ini akan terus menghantar hingga arus yang mengalir lebih rendah dari arus genggamnya, misal pada akhir paruh siklus dari arus bolak - balik. Hal tersebut membuat TRIAC sangat cocok untuk mengendalikan kalang AC, memungkinkan pengendalian arus yang sangat tinggi dengan arus kendali yang sangat rendah. Sebagai tambahan, memberikan pulsa sulut pada titik tertentu dalam siklus AC memungkinkan pengendalian persentase arus yang mengalir melalui TRIAC (pengendalian fase). Pada perancangan alat ini, TRIAC yang digunakan adalah TRIAC BT136 sebagai driver untuk lampu RGB.

Tabel 1. Karakteristik TRIAC BT136 :

Symbol	Parameter	MAX	UNIT
VDRM IT(RMS) ITSM	BT136. BT136. Repetitive peak off-state voltages RMS on-state current Non-repetitive peak on-state current	600 600F 600 4 25	V A A

         

Gambar 3. Konfigurasi PIN TRIAC BT136

Gambar 4. Simbol TRIAC

2.4 IC MOC 3020

Fungsi MOC adalah sebagai isolator dengan bagian DC dari rangkaian kendali utama agar tidak terhubung secara langsung ke jaringan AC. Selain sebagai isolator MOC tersebut sebagai antarmuka antara bagian kendali (rangkaian DC) agar dapat berkomunikasi dengan jaringan AC. Berikut spesifikasi IC MOC 3020 adalah :

a. Tegangan masukan dioda membalik 3V.

b. Arus masukan dioda panjar maju 500mA.

c. Pada daerah keluaran, bekerja pada rentang frekuensi 50-60 Hz.

d. Suhu pengoperasian sekitar -40^oC hingga 100^oC.

e. Tegangan blokir maksimal 400V.

f. Tegangan puncak input-output, durasi maksimal 5 sekon, 60 Hz.

Gambar 5. IC MOC 3020

2.5 Lampu RGB 220 VAC

Lampu RGB dapat di program atau di atur sesuai keinginan pemakai sehingga menghasilkan paduan efek cahaya sinar lampu warna warni yang menakjubkan (merah, hijau, dan biru), sangat indah dan mengagumkan. Sangat cocok untuk mempercantik dan memperindah tata cahaya sinar lampu rumah.

Gambar 6. Lampu RGB

RGB merupakan suatu model warna yang terdiri atas 3 buah warna, yaitu : merah (Red), hijau (Green), dan biru (Blue), yang ditambahkan dengan berbagai cara untuk menghasilkan bermacam-macam warna. RGB merupakan model warna yang bergantung kepada peranti: peranti yang berbeda akan mengenali atau menghasilkan nilai RGB yang berbeda, karena elemen warna (seperti fosfor atau pewarna) bervariasi dari satu pabrik ke pabrik, bahkan pada satu peranti setelah waktu yang lama. Model warna ini merupakan model warna yang paling sering dipakai. Contoh alat yang memakai mode warna ini yaitu TV, kamera, pemindai, komputer, dan kamera digital. Kelebihan model warna ini adalah gambar mudah disalin / dipindah ke alat lain tanpa harus di-convert ke mode warna lain, karena cukup banyak peralatan yang memakai mode warna ini. Kelemahannya adalah tidak bisa dicetak sempurna dengan printer, karena printer menggunakan mode warna CMYK, sehingga harus diubah terlebih dahulu.

3. METODOLOGI PENELITIAN

Metodologi penelitian yang digunakan pada Tugas Proyek ARM adalah sebagai berikut :

1.     Studi Pustaka : Merumuskan teori secara analisis dengan mempelajari buku – buku yang diperoleh dari catatan kuliah, buku – buku perpustakaan dan mempelajari media internet yang berhubungan rangkaian.

2.     Studi Laboratorium : Melakukan penelitian dan pengujian pada beberapa komponen elektronika berdasarkan data spesifikasi. Selanjutnya melakukan pengambilan data pada alat tersebut dan membandingkan dengan hasil teoritis.

3.     Metode Diskusi : Mengajukan beberapa pertanyaan kepada dosen pengajar serta rekan – rekan mahasiswa Teknik Elektro.

4. PERANCANGAN ALAT

Pada bab ini membahas tentang perancangan dan pembuatan modul pengontrol lampu RGB berbasis apk. Pada perancangan sistem ini meliputi perancangan lunak (software), dan perangkat keras (hardware).

4.1. Penentuan Spesifikasi Alat

Spesifikasi alat ditetapkan terlebih dahulu sebagai acuan dalam perancangan. Spesifikasi alat yang direncanakan yaitu sebagai berikut :

1.     Masukan dari alat ini perintah suara voice command dengan menggunakan Smartphone Android.

2.     Keluaran dari alat ini berupa tampilan lampu RGB 220 VAC.

3.     Mikrokontroler yang digunakan adalah ARM.

4.     Alat ini menggunakan Bluetooth HC-05.

4.2 Perancangan Diagram Blok

Diagram blok sistem merupakan salah satu bagian terpenting dalam perancangan dan pembuatan alat ini, karena dari diagram blok dapat diketahui prinsip kerja keseluruhan rangkaian. Tujuan lain diagram blok ini adalah memudahkan proses perancangan dan pembuatan pada masing-masing bagian, sehingga akan terbentuk suatu sistem yang sesuai dengan perancangan sebelumnya.

Gambar 7. Diagram Blok Sistem Secara Keseluruhan

Keterangan diagram blok :

1.       Smartphone digunakan sebagai masukan berupa suara.

2.       Bluetooth untuk mengirim perintah suara dari Smartphone ke Mikrokontroler ARM

3.       Mikrokontroler yang digunakan yaitu DT-ARM NUC120.

4.       Driver pada masing - masing lampu adalah rangkaian IC MOC 3020 dan Triac BT 136

5.       Lampu digunakan sebagai keluaran.

4.3 Prinsip Kerja Alat

Pada perancangan alat “Modul Pengontrol Lampu RGB Berbasis APK” ini memanfaatkan fitur Voice Command pada aplikasi Android sebagai input suara untuk mengontrol lampu RGB. Perintah suara dari Android akan dikirim ke Mikro ARM menggunakan koneksi Bluetooth. Bluetooth sebagai input dari ARM akan memberikan data dari Android yang nantinya akan diolah oleh ARM untuk mengontrol 3 lampu yang terdapat pada modul.

4.4 Perancangan Perangkat Keras

Perancangan perangkat keras ini Mikrokontroller ARM mendapatkan supply tegangan 5 Volt DC, Modul Bluetooth mendapatkan supply tegangan 5 Volt DC, dan Lampu RGB mendapatkan supply tegangan 220V AC. Karena Lampu RGB di kontrol oleh tegangan DC, maka kami menggunakan Rangkaian MOC 3020 dan Triac sebagai driver untuk mengontrol Lampu RGB.

Gambar 8. Rangkaian Sistem Secara Keseluruhan

Gambar 9. Desain Kotak Tampak Depan

4.5 Perancangan Perangkat Lunak

Perangkat lunak ini berfungsi untuk mengatur kinerja keseluruhan dari sistem yang terdiri dari beberapa perangkat keras sehingga sistem ini dapat bekerja dengan baik. Perangkat lunak yang dirancang dengan menggunakan program ARM. Untuk memberikan gambaran umum jalannya program dan memudahkan pembuatan perangkat lunak, maka dibuat diagram alir yang menunjukan jalannya program. Diagram alir program ditunjukan pada gambar sebagai berikut :

Gambar 10. Flowchart Program

Cara kerja sistem berdasarkan flowchart pada gambar 8 merupakan saat program pertama kali dijalankan ARM akan melakukan inisialisasi masukan dan keluaran.

Gambar 11. Tampilan aplikasi android

5. PENGUJIAN ALAT

Pengujian alat ini bertujuan untuk mengetahui apakah modul lampu ini dapat bekerja atau tidak.

Gambar 12. Tampilan Modul Saat Pengujian.

6. KESIMPULAN

Setelah dilakukan perancangan, pembuatan, serta pengujian dan analisis pada Proyek ARM ini,dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1.       Proyek ARM ini dibuat untuk mengontrol lampu RGB menggunakan mikrokontoler ARM.

2.       Perintah suara sebagai input untuk mengontrol lampu RGB menggunakan Aplikasi Android.

REFERENSI

[1] Wikipedia.(2013,April).TRIAC [Online].Tersedia :

http://id.wikipedia.org/wiki/TRIAC [09 Januari 2015]

[2] Bayu Prihatmoko.(2012).TRIAC BT136[Online]. Tersedia :

http://elektrikbank.blogspot.com/2013/04/triac-bt136.html [09 Januari 2015]

[3] diytech2012.(2013,Oktober).Mengenal Bluetooth Modul HC-05 (1)[Online].Tersedia :

http://diytech.net/2013/10/09/mengenal-bluetooth-modul-hc-05-1/ [09 Januari 2015]

[4] Nailul Falah.(2012,April).IC MOC 3020[Online]. Tersedia :

http://talinglinggo.blogspot.com/2012/04/ic-moc3020_13.html [15 Januari 2015]

[5] Wikipedia. (2013,Mei).RGB[Online].Tersedia :

http://id.wikipedia.org/wiki/RGB [16 Januari 2015]

Nama penulis Dhimas Cahya Kardiana. Penulis dilahirkan di kota Semarang 22 Januari 1993. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Budi Lestari, SD N Peterongan 01 Semarang, SMP N 39 Semarang, dan SMA N 11 Semarang. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2012 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.12.1.03. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi penulis melalui email dhimas.cahya@gmail.com.

Nama penulis Ega Prayogo. Penulis dilahirkan di kota Semarang 12 November 1993. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Senenan, SD N 2 Senenan, SMP N 2 Jepara, dan SMK N 3 Jepara. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2012 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.12.1.04. Apabila  ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi penulis melalui email regagenesis@gmail.com.

Nama penulis Siti Musyarofah. Penulis dilahirkan di kota Semarang 01 Juni 1994. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Pertiwi 28, SD N Cepoko 02 Semarang, SMP N  22 Semarang, dan SMK N 8 Semarang. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2012 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.12.1.18. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi penulis melalui email ofasmusyarofah@gmail.com.


SILAKAN DOWNLOAD FILE DIBAWAH INI :

DOWNLOAD PAPER MODUL PENGONTROL LAMPU RGB BERBASIS APK

DOWNLOAD LAPORAN MODUL PENGONTROL LAMPU RGB BERBASIS APK