PERANCANGAN ALAT PENGONTROL LAMPU RUMAH VIA

WIFI BERBASIS SMARTPHONE ANDROID

oleh

Muhammad Kirana Bagaskara

NIM : 612014072

Skripsi

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Agustus 2019

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT

Saya, yang bertanda tangan di bawah ini:

NAMA : Muhammad Kirana Bagaskara

NIM : 612014072

JUDUL SKRIPSI : Perancangan Alat Pengontrol Lampu Rumah via Wifi

Berbasis Smartphone Android

Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata

ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi

apapun sesuai aturan yang berlaku.

Salatiga, Agustus 2019

Muhammad Kirana Bagaskara

Materai Rp,

6000,-

ngan

PERANCANGAN ALAT PENGONTROL LAMPU RUMAH VIA

WIFI BERBASIS SMARTPHONE ANDROID

Oleh

Muhammad Kirana Bagaskara

NIM : 612014072

Skripsi ini telah diterima dan disahkan

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

dalam

Konsentrasi Teknik Elektronika

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Disahkan oleh :

Pembimbing I

Lukas B. Setyawan, M.Sc.

Tanggal : ....... /....... / 2019

Pembimbing II

Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng.

Tanggal : ....... /....... / 2019

i

INTISARI

Sekarang ini adalah era di mana teknologi dan komunikasi berkembang dengan

sangat cepat dan ketergantungan terhadap gadget adalah hal biasa. Kegiatan di rumah

seringkali membutuhkan penggunaan lampu dan terkadang untuk mengaktifkan atau

menonaktifkan lampu kamar tidur, lampu toilet, lampu di dalam atau di halaman rumah,

penghuni rumah enggan untuk berjalan menuju saklar dengan maksud membuka dan

menutup sirkuit. Hal tersebut menyebabkan seseorang sering membiarkan lampu dalam

kondisi tetap menyala yang berakibat pemborosan terhadap konsumsi energi listrik.

Dalam perancangan skripsi ini, dibuat sebuah sistem yang berfungsi untuk

mempermudah dalam menyalakan dan mematikan lampu rumah menggunakan

smartphone khususnya Android melalui jaringan Wifi. Sistem ini terdiri dari sistem

elektronika (hardware) dan sistem aplikasi pada smartphone (software). Sistem

elektronika tersusun oleh (1) Arduino Mega 2560, sebagai pengendali utama, (2)

NodeMCU, sebagai modul ESP8266, (3) Modul AC Light Dimmer, yang berfungsi

untuk pensaklaran dan pengatur tingkat kecerahan cahaya lampu, (4) Modul RTC

PCF8563, sebagai pembanding waktu secara real time, (5) Modul Sensor Tegangan

ZMPT101B, sebagai pengukur tegangan AC, (6) Modul Sensor Arus ACS712, sebagai

pengukur arus AC. Sistem aplikasi dibuat menggunakan MIT App Inventor 2.

Berdasarkan pengujian, sistem ini memiliki 5 fitur dalam penggunaannya, yaitu:

(1) “ON/OFF” yang berfungsi untuk menyalakan/mematikan saklar lampu, (2) “Timer”

yang berfungsi untuk menyalakan saklar lampu dalam delay waktu tertentu, (3)

“Scheduler” yang berfungsi untuk menyalakan dan mematikan saklar lampu pada waktu

tertentu, (4) “Dimmer” yang berfungsi untuk mengatur tingkat kecerahan lampu (redup,

terang, sangat terang), (5) “Informasi KWH” yang berfungsi untuk mengetahui

konsumsi energi listrik yang terpakai oleh lampu.

Kata kunci: Android, MIT App Inventor 2, Arduino, Aplikasi, Smarthouse.

Mengetahui,

Hartanto K. Wardana, M.T.

Dekan

Mengesahkan,

Lukas B. Setyawan, M.Sc.

Pembimbing

Penyusun,

Muhammad Kirana

Bagaskara

ii

ABSTRACT

An era of technology and communication tools growth very fast nowadays. The

dependance of gadget is a common one. The use of lamp is also common in home

activity. Many peoples feel lazy to activate or deactivate the lamp in bed room, bath

room, inside or outside the house by touching the sircuit. Unfortunately, they make it

stay on, so the electricity may cost more expensive.

This thesis, aims to build a system which is used to switch on/off the lamp easier

using Wifi of smartphone Android. This tools consists of electronic system (hardware)

and Android aplication (software). The electronic system is arranged from (1) Arduino

Mega 2560 as the main controller, (2) NodeMCU as ESP8266, (3) AC Light Dimmer as

the electric switch and bright controller lamp, (4) RTC PCF8563 as the time comparison

standard for the real time count, (5) Voltage Sensor ZMPT101B module as AC voltage

counting, (6) Current Sensor ACS712 module as AC current counting. Android

aplication system is made by MIT App Inventor 2.

Based on the test, this system has 5 tools which are: (1) “ON/OFF”, to switch the

sircuit of the lamp, (2) “Timer”, to maintain the time duration in a conditonal way, (3)

“Scheduler”, to switch the lamp in a special duration of dellaying, (4) “Dimmer”, to

control lamp brightness (dreary, light, very light), (5) “KWH Information”, to count the

consumption of electricity used by the lamp.

Keywords: Android, MIT App Inventor 2, Arduino, Aplication, Smarthouse.

iii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala

rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan perancangan serta

penulisan skripsi sebagai syarat kelulusan untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik

Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana.

Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada

berbagai pihak yang baik secara langsung maupun tidak telah memberikan semangat

dan dorongan serta membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini :

1. Allah SWT atas semua berkat rahmat dan hidayah-Nya yang telah diberikan

kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

2. Bapak, Ibu, Kakak, serta keluarga besar penulis. Terima kasih untuk segala

dukungan dan doa, nasehat, serta materi yang telah diberikan kepada penulis.

3. Bapak Lukas B. Setyawan, M.Sc. dan Bapak Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng.

selaku pembimbing I dan pembimbing II, terima kasih atas bimbingan,

pengarahan dan solusi selama mengerjakan skripsi ini.

4. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK, yang turut andil dalam

beberapa proses pengerjaan skripsi ini.

5. Teman-teman kos Macan khususnya yang membantu dan mendorong untuk

segera lulus, Nurhuda, Bagus Akbar, Eko, Dio, Andika, Dani, Yosa, Aldo,

Risky terimakasih sudah menemani dan memberi support yang sangat besar

kepada penulis.

6. Teman-teman Jambewangi khususnya Restu Kriting, Dido Mainanmu, Melky

Sedeng, Eno Lambe, Rein Celeng, Reymon, Elisa Mlipir, Pandu Bagong, serta

Yogi Keycot atas segala kerendahan hatinya dalam menyediakan wifi, kopi,

tempat sambat, refreshing dalam bermain Mobile Legends bersama secara

gratis.

7. Teman-teman Cemara khususnya Adit teman sebotol, Arvin si tulang lunak,

Wendy, Gigih teman kereku atas segala pengalaman dalam kewanitaan dan

pendewasaan diri selama ini.

8. Teman-teman angkatan 2014, terima kasih banyak atas semua pengalaman

kuliah terutama dalam susah dan sedihnya bersama selama di FTEK.

iv

9. Teman-teman di dusun Kalisari dalam menggibah bersama, Andi Mubarok,

Bagus Kencus, Bambang Wika, Koir Petromak, Dani, Bayu dan Slamet Mince

yang sudah menikah atas segala keresahan bersama maturnuwun.

10. Galuh Sheliani, kamu yang terbaik terimakasih.

11. Terimakasih Zico temannya Dido dan sekarang jadi temanku, atas inspirasinya

dalam segala hal walaupun ngapusi.

12. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu tetapi turut andil

dalam proses pengerjaan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, oleh karena

itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga

skripsi ini dapat berguna untuk kedepannya bagi kemajuan di bidang teknik elektronika.

Salatiga, Agustus 2019

Penulis

v

DAFTAR ISI

INTISARI .................................................................................................................... i

ABSTRACT ................................................................................................................ ii

KATA PENGANTAR ................................................................................................ iii

DAFTAR ISI ............................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. viii

DAFTAR TABEL ....................................................................................................... x

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1

1.1. Tujuan ........................................................................................ 1

1.2. Latar Belakang ........................................................................... 1

1.3. Batasan Masalah......................................................................... 4

1.4. Sistematika penulisan ................................................................. 5

BAB II DASAR TEORI ................................................................................... 6

2.1. Arduino Mega 2560 ...................................................................... 6

2.2. NodeMCU .................................................................................... 6

2.3. RTC (Real Time Clock) ............................................................... 7

2.4. Modul Sensor Tegangan AC ZMPT101B .................................... 8

2.5. Modul Sensor Arus ACS712 ........................................................ 8

2.6. Modul AC Light Dimmer ............................................................. 9

2.7. Lampu LED Dimmable ................................................................ 9

2.8. MIT App Inventor 2 ..................................................................... 10

BAB III PERANCANGAN SISTEM ................................................................ 11

3.1. Gambaran Sistem ....................................................................... 11

vi

3.2. Perancangan Perangkat Keras Sistem ........................................ 12

3.3. Perancangan Elektronika Sistem ................................................ 14

3.3.1. Pengendali Utama ............................................................. 14

3.3.2. Koneksi Dengan Wifi ....................................................... 15

3.3.3. Real Time Clock ............................................................... 16

3.3.4. Modul Sensor Tegangan ZMPT101B ............................... 16

3.3.5. Modul Sensor Arus ACS712 30A .................................... 17

3.3.6. Modul AC Light Dimmer ................................................. 17

3.3.7. Rangkaian AC................................................................... 18

3.4. Perancangan Perangkat Lunak Sistem ....................................... 19

3.4.1. Cara Kerja Mikrokontroler ............................................... 19

3.4.2. User Interface Aplikasi di Smartphone ............................ 21

3.4.2.1. Menu ON/OFF ................................................... 23

3.4.2.2. Menu Timer ........................................................ 24

3.4.2.3. Menu Schedule ................................................... 25

3.4.2.3. Menu Dimmer .................................................... 26

3.4.2.5. Menu Info KWH ................................................ 27

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS .......................................................... 28

4.1. Pengujian Pairing Wifi ............................................................... 28

4.2. Pengujian Sensor Tegangan ZMPT101B ................................... 30

4.3. Pengujian Sensor Arus ACS712 ................................................ 35

4.4. Pengujian Menu “ON/OFF”....................................................... 37

4.5. Pengujian Menu “Timer” ........................................................... 39

vii

4.6. Pengujian Menu “Schedule” ...................................................... 42

4.7. Pengujian Menu “Dimmer” ....................................................... 44

4.8. Pengujian Menu “Info KWH”.................................................... 46

4.9. Pengujian Jarak Kerja Efektif Wifi ............................................. 48

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 50

5.1. Kesimpulan ................................................................................ 50

5.2. Saran Pengembangan ................................................................. 51

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 52

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Arduino Mega 2560 ....................................................................... 6

Gambar 2.2. NodeMCU ESP8266 ...................................................................... 7

Gambar 2.3. RTC PCF8563 ............................................................................... 7

Gambar 2.4. Modul Sensor Tegangan AC ZMPT101B.. ................................... 8

Gambar 2.5. Modul Sensor Arus ACS712.. ....................................................... 8

Gambar 2.6. Modul AC Light Dimmer.. ............................................................ 9

Gambar 2.7. Lampu LED Dimmable... .............................................................. 10

Gambar 2.8. Logo MIT App Inventor 2.. ........................................................... 10

Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem.. ................................................................... 12

Gambar 3.2. Box Akrilik... ................................................................................. 12

Gambar 3.3. Rangkaian Alat Pada Bagian Dalam Box Akrilik.. ....................... 13

Gambar 3.4. Perangkat Keras Sistem... .............................................................. 13

Gambar 3.5. Rangkaian DC Sistem.. .................................................................. 15

Gambar 3.6. Rangkaian NodeMCU dengan Arduino Mega.. ............................ 15

Gambar 3.7. Rangkaian RTC dengan NodeMCU dan Arduino Mega.. ............. 16

Gambar 3.8. Rangkaian Sensor Tegangan dengan Arduino Mega... .................. 16

Gambar 3.9. Rangkaian Sensor Arus dengan Arduino Mega... .......................... 17

Gambar 3.10. Rangkaian AC Light Dimmer dengan Arduino Mega.. ................. 17

Gambar 3.11. Rangkaian AC Sistem... ................................................................. 18

Gambar 3.12. Diagram Alir Mikrokontroler... ..................................................... 19

Gambar 3.13. Diagram Alir Aplikasi... ................................................................ 21

ix

Gambar 3.14. Tampilan Menu Aplikasi... ............................................................ 22

Gambar 3.15. Tampilan Menu ON/OFF... ........................................................... 23

Gambar 3.16. Tampilan Menu Timer... ................................................................ 24

Gambar 3.17. Tampilan Menu Schedule.. ............................................................ 25

Gambar 3.18. Tampilan Menu Dimmer... ............................................................ 26

Gambar 3.19. Tampilan Menu Info KWH... ........................................................ 27

Gambar 4.1. Tampilan Pengujian Pairing Wifi .................................................. 28

Gambar 4.2. Grafik Trendline Tabel 4.5... ......................................................... 32

Gambar 4.3. Tampilan Data Sensor Tegangan Serial Monitor.. ........................ 34

Gambar 4.4. Grafik Trendline Tabel 4.10... ....................................................... 35

Gambar 4.5. Tampilan Pembacaan Sensor Arus Pada Serial Monitor... ............ 36

Gambar 4.6. Tampilan Menu “ON/OFF” Aplikasi 4 Lampu Menyala.. ............ 37

Gambar 4.7. Tampilan Menu “Timer” Aplikasi... .............................................. 39

Gambar 4.8. “Timer” Pada Serial Monitor.. ....................................................... 40

Gambar 4.9. Data “Timer” Lampu 1 Salah... ..................................................... 41

Gambar 4.10. Tampilan Menu “Schedule” Aplikasi... ......................................... 42

Gambar 4.11. Tampilan Menu “Schedule” Pada Serial Monitor... ...................... 43

Gambar 4.12. Tampilan Menu “Dimmer” Aplikasi... .......................................... 44

Gambar 4.13. Tampilan Menu “Info KWH” Aplikasi.. ....................................... 46

Gambar 4.14. Pengujian Jarak Pada menu “ON/OFF”... ..................................... 48

x

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1. Perbandingan Skripsi ............................................................................... 3

Tabel 3.1. Konfigurasi Pin Mikrokontroler Arduino Mega 2560 ............................ 14

Tabel 4.1. Pengujian Pairing Wifi ............................................................................ 29

Tabel 4.2. Pengukuran Multimeter dan Nilai Tegangan Efektif Sensor tegangan 1 31

Tabel 4.3. Pengukuran Multimeter dan Nilai Tegangan Efektif Sensor tegangan 2 31

Tabel 4.4. Pengukuran Multimeter dan Nilai Tegangan Efektif Sensor tegangan 3 31

Tabel 4.5. Pengukuran Multimeter dan Nilai Tegangan Efektif Sensor tegangan 4 32

Tabel 4.6. Pengujian Sensor Tegangan 1 ................................................................. 33

Tabel 4.7. Pengujian Sensor Tegangan 2 ................................................................. 33

Tabel 4.8. Pengujian Sensor Tegangan 3 ................................................................. 33

Tabel 4.9. Pengujian Sensor Tegangan 4 ................................................................. 34

Tabel 4.10. Pengukuran Multimeter dan Nilai Arus Efektif Sensor Arus ................. 35

Tabel 4.11. Pengujian Sensor Arus ACS712 ............................................................. 36

Tabel 4.12. Pengujian Menyalakan 4 Lampu ............................................................. 38

Tabel 4.13. Pengujian Mematikan 4 Lampu .............................................................. 38

Tabel 4.14. Pengujian Menu “Timer” 4 Lampu ......................................................... 40

Tabel 4.15. Pengujian Menu “Schedule” 4 Lampu .................................................... 43

Tabel 4.16. Pengujian Menu “Dimmer” 4 Lampu ..................................................... 45

Tabel 4.17. Pengujian Menu “Info KWH” 4 Lampu ................................................. 47

Tabel 4.18. Pengujian Jarak Kerja Efektik Wifi ........................................................ 49