Abstrak —Konsumsi  listrik  Indonesia  terus  meningkat  setiap tahunnya.  Seiring  dengan  peningkatan  konsumsi  listrik,  efisiensi dalam  penggunaan  listrik  menjadi  sangat  krusial.  Salah  satu tolok  ukur  efisiensi  listrik  adalah  intensitas  energi.  Untuk menurunkan  intensitas  energi  diperlukan  adanya  konservasi energi  melalui  manajemen  energi  dan  penggunaan  teknologi hemat energi. Contoh di mana konservasi energi belum dilakukan pada  bangunan  publik  adalah  dengan  membiarkan  barang elektronik  tetap  menyala  walau  sedang  tidak  dipergunakan, contohnya  lampu.  Oleh  karena  itu,  perlu dirancang suatu sistem untuk mematikan lampu secara otomatis di luar jam operasional dan  tidak  ada  aktivitas  pada  bangunan  publik.  Sistem  ini menggunakan  kecerdasan  buatan  ( Artificial  Intelligence )  yang menggunakan  metode Forward  Chaining dengan  sensor Passive Infrared Receiver untuk mendeteksi keberadaan manusia dengan dijembatani  oleh  Raspberry  Pi  untuk  menghubungkan  ke relay sebagai saklar untuk lampu. Sistem akan memutuskan kapan saat yang  tepat  untuk  menyalakan  dan  memadamkan  lampu, bergantung  pada  kehadiran  manusia  di  setiap  ruangan  dan  jam operasional  dari  bangunan.  Dengan  adanya  sistem  ini, diharapkan dapat menghasilkan penghematan energi yang cukup signifikan.
Kata  Kunci —forward  chaining,  otomasi  lampu,  pengendalian lampu, raspberry pi, sensor passive infrared reciever

## I. PENDAHULUAN
eranan  energi  sebagai  penggerak  perekonomian  Indonesia sangatlah  penting.  Sumber  energi  digunakan  untuk kebutuhan  industri,  baik  sebagai  bahan  baku  maupun  bahan bakar,  rumah  tangga,  transportasi,  dan  sebagai  komoditas ekspor. Salah satu pengunaan energi yang tidak bisa lepas dari kehidupan  sehari-hari  adalah  energi  listrik.  Berdasarkan proyeksi  kebutuhan  listrik  Indonesia  yang dibuat oleh  Muchlis dan  Permana  [1],  konsumsi  listrik  Indonesia  terus  meningkat setiap  tahunnya.  Peningkatan  konsumsi  listrik  hendaknya diiringi  dengan  peningkatan  produksi  listrik.  Pada  2010, realisasi  penjualan  listrik  PLN  pada  tahun  2010  adalah  147,3 TWh dengan rasio elektrifikasi Indonesia baru mencapai sekitar 66,51% [2].
Dengan  peningkatan  akan  kebutuhan  listrik  PLN  yang disertai  rasio  elektrifikasi  Indonesia  yang  masih  tergolong rendah,  efisiensi  dalam  penggunaan  listrik  sangatlah  penting. Salah  satu  parameter  untuk  mengukur  efisiensi  penggunaan listrik  yaitu  intensitas  energi  [3].  Menurut  definisi  yang diberikan  oleh  PBB,  Departemen  Ekonomi  dan  Sosial  seperti dikutip  dari  Santosa  dkk.  [4],  “intensitas  energi  menunjukkan
jumlah  energi  yang  digunakan  untuk  memproduksi  satu  unit output  ekonomi,  biasanya  dinyatakan  dalam  rasio  energi  yang digunakan dengan Produk Domestik Bruto (PDB).”
Pemerintah  sudah  mengeluarkan  Kebijakan  Energi  Nasional (KEN) dengan salah satu targetnya yaitu menurunkan intensitas energi minimal 1% per tahun. Untuk mencapai target tersebut, perlu  adanya  konservasi  energi.  Untuk  itu,  pemerintah  telah mengeluarkan kebijakan-kebijakan untuk mengatasi permasalahan  energi  nasional,  salah  satunya  tertuang  pada Peraturan  Pemerintah  No.  70  Tahun  2009  tentang  Konservasi Energi [5]. Pelaksanaan konservasi energi harus dilakukan oleh seluruh  lapisan  masyarakat  yang  dapat  dilakukan  melalui manajemen energi dan penggunaan teknologi hemat energi.
Penghematan  energi  sangat  dipengaruhi  oleh  kesadaran manusia.  Contoh  pemborosan  terbesar  di  bangunan  publik adalah membiarkan alat-alat elektronik tetap menyala walaupun sedang  tidak  digunakan,  misalnya  lampu.  Oleh  karena  itu, diperlukan  suatu  sistem  untuk  memadamkan  lampu  secara otomatis  yang  dapat  diaplikasikan  pada  bangunan  publik misalnya  pertokoan,  pasar  swalayan,  dan  gudang.  Dengan adanya sistem yang mengatur pemadaman lampu ketika gedung tersebut  di  luar  jam  operasional  dan  tidak  ada  aktivitas, diharapkan  dapat  menghasilkan  penghematan  listrik  yang signifikan.
Penelitian  mengenai  otomasi  lampu  ini  sudah  pernah dilakukan  oleh  beberapa  peneliti  sebelumnya,  yaitu  Sistem Pengendali  Lampu  Ruangan  Secara  Otomatis  Menggunakan PC  Berbasis  Mikrokontroler  Arduino  Uno  oleh  Iyuditya  dan Dayanti  [6].  Hartoyo  dan  Panjaitan  juga  mengembangkan Sistem  Otomasi  untuk  Pencahayaan  ruangan  berbasis  kendali Fuzzy Logic [7].

## II. URAIAN PENELITIAN
A. Sensor Passive Infrared Receiver (PIR)
Sensor Passive  Infrared  Receiver (PIR)  merupakan  sensor pasif,  dimana  sensor  tersebut  tidak  memancarkan  energi apapun  dalam  mendeteksi  sesuatu.  PIR  bekerja  dengan mendeteksi  radiasi  inframerah  yang  dipancarkan  oleh  objek  di sekitarnya,  misalnya  tubuh  manusia.  Di  dalam  PIR  terdapat bagian-bagian dengan fungsi yang berbeda-beda, yaitu Fresnel Lens , IR  Filter , Pyroelectric  Sensor , amplifier ,  dan comparator . Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 1.

## Sistem Otomasi Lampu pada Bangunan Publik dengan Metode Forward Chaining
Stephanie 1 , Herry Sujaini 1
1 Fakultas Teknik, Universitas Tanjungpura e-mail : stephaniekhouw88@gmail.com,  herry_sujaini@yahoo.com
P

## Gambar 1 Diagram Sensor PIR
Radiasi inframerah akan ditangkap melalu Fresnel Lens yang kemudian  disaring  oleh IR  Filter agar  hanya  gelombang inframerah  dari  manusia  saja  yang  dideteksi  oleh  sensor,  yaitu antara 8 sampai dengan 14 μm. Radiasi inframerah yang sudah disaring  ini  kemudian  ditangkap  oleh Pyroelectric  Sensor , sebuah  sensor  yang  terbuat  dari  campuran  galium  nitrida (GaN),  caesium  nitrat  (CsNO 3 ),  dan  Polivinil  Florida  (PVF). Pyroelectric  sensor ini  akan  menghasilkan  arus  listrik  ketika mendapat radiasi inframerah [8].

## B. Raspberry Pi
Raspberry  Pi  merupakan  komputer  kecil  seukuran  kartu kredit  dengan  harga  cukup  murah  yang  mampu  melakukan berbagai  hal  seperti Personal  Computer (PC),  misalnya menjelajah  internet,  memutar  video,  memproses  dokumen, bahkan  bermain game .  Raspberry  Pi  dikembangkan  oleh  The Raspberry  Pi  Foundation,  sebuah  organisasi  yang  berfokus pada  pengembangan  pendidikan  untuk  segala  umur,  terutama di bidang ilmu komputer [9].
Salah satu produk Raspberry Pi yaitu Raspberry Pi 2 Model B  yang  mulai  dipasarkan  pada  Februari  2015  untuk menggantikan  model  lamanya,  Raspberry  Pi  1  Model  B+. Harga  dari  Raspberry  Pi  2  Model  B  ini  US$35,  cukup terjangkau  dibandingkan  dengan  membeli  sebuah  PC  untuk komputasi  sederhana.  Terlebih  lagi,  ukurannya  yang  kecil  dan konsumsi  daya  listriknya  yang  sangat  rendah  menjadikannya sangat  cocok  untuk  berbagai  keperluan  [10].  Untuk  lebih jelasnya, dapat dilihat spesifikasi Raspberry Pi 2 Model B pada Tabel 1.

## Tabel 1 Spesifikasi Raspberry Pi 2 Model B
Spesifikasi Detail CPU 900 MHz quad-core ARM Cortex-A7 RAM 1 GB USB Port 4 × USB 2.0 Storage Micro SD Card Power Consumption 1-2 Watt Display HDMI
Untuk  dapat  mengoperasikan  Raspberry  Pi,  diperlukan sebuah Micro SD Card dengan Sistem Operasi (OS) terinstal di dalamnya.  Ada  beberapa  pilihan  OS  untuk  Raspberry  Pi, misalnya  Raspbian,  Pidora,  OPENELEC,  RASPBMC,  atau RISC  OS.  Semua  Sistem  Operasi  tersebut  berbasis  Linux. Untuk pengguna pemula, Raspberry Pi Foundation
menyarankan  untuk  menggunakan New  Out  Of  the  Box Software (NOOBS)  dalam  melakukan  instalasi  OS  yang  di dalamnya  terdapat  pilihan  Sistem  Operasi  yang  bisa  dipasang. Selain  itu,  diperlukan  pula  monitor,  keyboard,  dan  mouse untuk membantu dalam pengoperasian Raspberry Pi.

## C. Kecerdasan Buatan
Menurut  Partridge  [11],  kecerdasan  buatan  adalah  bidang dari  penggunaan  komputer  untuk  menjalankan  mekanisme komputasi untuk aktivitas-aktivitas yang dianggap membutuhkan  kecerdasan  seperti  yang  dilakukan  manusia. Dalam  kecerdasan  buatan, intelligent  agent (IA)  merupakan suatu  bagian  yang  dapat  mengamati  lingkungannya  melalui sensor  dan  bertindak  terhadap  lingkungan  tersebut  melalui aktuator  (yakni intelligent  agent tersebut).  Konsep intelligent agent ini  merupakan  pengembangan  dari software  agent , bagian dari sebuah software yang dapat melakukan tugas-tugas sesuai  dengan  yang  diprogram. Intelligence agent merupakan software agent yang  memiliki  “otak”  sehingga  dapat menyelesaikan  masalah  dengan  berpikir  layaknya  manusia, seperti yang dinyatakan oleh Russel and Norvig [12].
Setiap intelligent agent memiliki inference engine yang bertugas  untuk  menalar  persoalan  dengan  mengolah  dan menganalisa  data  sesuai  dengan knowledge  base (basis pengetahuan) yang ada. Secara  umum, inference engine dapat bekerja dalam dua metode, yaitu sebagai berikut.

## Forward Chaining
Jones  [13] menyatakan  bahwa Forward  Chaining dimulai dengan  mengolah  data  yang  ada  dan  menggunakan  aturan- aturan  penalaran  untuk  mendapatkan  data  selanjutnya  hingga tujuan  tercapai. Inference  engine yang  menggunakan forward chaining akan mencari aturan penalaran dalam knowledge base hingga  ditemukan  bahwa  data  tersebut  bernilai true .  Ketika aturan  tersebut  ditemukan, inference  engine dapat  menarik kesimpulan atau melakukan pencarian berikutnya sesuai dengan informasi yang baru didapatkan.
Forward  chaining merupakan  contoh  dari  penalaran  yang didorong  data  ( data-driven  reasoning ).  Metode  ini  dapat digunakan untuk menarik kesimpulan dari data yang didapat.

## Backward Chaining
Menurut  Krishnamoorthy  and  Rajeev  [14], backward chaining dimulai  dengan  tujuan  yang  ingin  dicapai,  kemudian bergerak  mundur  dalam  mencari  apakah  ada  data  yang  dapat memenuhi tujuan tersebut. Inference engine yang menggunakan backward  chaining akan  mencari  kesimpulan aturan  dalam knowledge  base sampai  menemukan  kesimpulan aturan yang sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai.
Backward chaining merupakan  contoh  dari  penalaran  yang diarahkan  tujuan  ( goal-directed  reasoning ).  Metode  ini berguna dalam menjawab masalah-masalah spesifik.

## III. CARA KERJA DAN PERANCANGAN SISTEM

## A. Cara Kerja Sistem
Secara umum, lingkup sistem dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar  2  Arsitektur  sistem  otomasi  lampu  dengan  metode forward chaining
Tubuh  manusia  memancarkan  radiasi  inframerah  [15]. Apabila  manusia  berjalan  melewati  sensor Passive  Infrared Receiver (PIR),  sensor  tersebut  akan  menangkap  sinar inframerah pasif yang dipancarkan tubuh manusia yang berbeda dengan  suhu  lingkungan  sekitarnya.  Sensor  PIR  kemudian mengirimkan  sinyal  keberadaan  manusia  ke  Raspberry  Pi  2 Model  B  yang  berperan  sebagai  pusat  kontrol.  Sensor  PIR akan  mengeluarkan  tegangan  yang  lebih  tinggi  (sekitar 3 volt) ketika mendeteksi kehadiran manusia. Raspberry Pi menangkap perubahan tegangan itu dari pin General Purpose Input Output (GPIO).  Agar  dapat  diproses  oleh  Raspberry  Pi,  dibutuhkan suatu library (GPIO  Python  Library)  untuk  menangkap perubahan  tegangan  pada  GPIO  dan  diproses  oleh  program yang akan dibuat.
Program  dikembangkan  dengan Artificial  Intelligence yang menggunakan  metode forward chaining akan memproses data berdasarkan knowledge base . Data yang diproses yaitu deteksi gerakan  manusia  yang  diterima  melalui  sensor  PIR  dan  input dari  user  berupa  jam  operasional  gedung.  Jam  operasional gedung  diatur  oleh  user  melalui  menu  pada  antarmuka program.  Program  akan  mengolah  data  dan  menggunakan aturan dari knowledge base untuk menarik kesimpulan. Setelah kesimpulan didapat, program tersebut akan mengirimkan sinyal ke  relay  untuk  menyalakan  atau  memadamkan  lampu  di ruangan.   Relay  berperan  sebagai  pengendali  (saklar)  lampu. Program  akan  mengirimkan  sinyal  “ on ”  ke  relay  untuk menyalakan  lampu.  Sebaliknya,  untuk  mematikan  lampu, program akan mengirimkan sinyal “ off ”.
Display  digunakan  untuk  menampilkan  antarmuka  program yang terdiri dari menu untuk mengatur jam operasional gedung, menampilkan  kondisi  status  nyala  dan  padamnya  lampu  di ruangan-ruangan  beserta  informasi  keberadaan  manusia  di ruangan-ruangan tersebut.

## B. Perancangan Sistem
Hal yang harus dilakukan dalam membangun sistem ini yaitu sebagai berikut.
1) Mempersiapkan Raspberry Pi
Hal yang harus dilakukan adalah melakukan Instalasi Sistem
Operasi  yang  dilakukan  dengan  menyalin  NOOBS  ke  dalam Micro  SD  Card,  menghubungkan  tampilan  melalui  analog ataupun  HDMI,  menghubungkan  mouse  dan  keyboard,  dan menghubungkan  kabel  daya  pada  colokannya  masing-masing, seperti terlihat pada Gambar  3. Setelah menyalakan Raspberry Pi,  Akan  ditampilkan  pilihan  Sistem  Operasi  yang  dapat diinstal.  Semua  jenis  Sistem  Operasi  dapat  digunakan,  namun untuk  kemudahan  dalam  implementasi  program  nantinya,  pilih Sistem Operasi Raspbian.

## Gambar 3 Struktur Raspberry Pi 2 Model B

## 2) Menghubungkan Sensor PIR ke Raspberry Pi
Sensor PIR akan memberikan respon berupa tegangan ketika mendeteksi  keberadaan  manusia.  Ketika  tidak  ada  orang, keluaran  digital  akan  tetap  rendah,  namun  ketika  ada  orang, keluaran  digital  akan  meninggi.  Pemasangan  Sensor  PIR  ke Raspberry Pi dilakukan dengan menghubungkan kabel male to female  jumper dengan  ketiga  pin  di  Sensor  PIR  ke  pin  GPIO Raspberry  Pi.  Setelah  menghubungkan  sensor  ke  Pi,  dibuat suatu script dalam  bahasa  Python  untuk  menangkap  kapan Sensor PIR mendeteksi kehadiran manusia.
3) Menghubungkan lampu-lampu ke Raspberry Pi Agar  dapat  dikontrol,  lampu-lampu  dalam  bangunan  harus dihubungkan  ke relay yang kemudian diatur melalu Raspberry Pi. Relay ini digunakan karena port GPIO Raspberry Pi hanya dapat  mengeluarkan  sekitar  3V  tegangan,  sementara  lampu- lampu butuh tegangan yang jauh lebih tinggi.
4) Membuat  program  kendali  lampu  secara  otomatis dengan Backward Chaining
Suatu  program  dalam  bahasa  Python  dibuat  untuk menampilkan  antarmuka  dan  menerima input dari user .  Pada awal setup sistem, program akan meminta user untuk mengatur jam operasional dari gedung untuk disimpan sebagai knowledge base .    Antarmuka  berisi  pengaturan  jam  operasional  dan informasi  lampu-lampu  di  bangunan.  Ketika  ada  kehadiran manusia  di  ruang  tertentu,  program  akan  mengirimkian  sinyal ke relay untuk  menyalakan  lampu  di  ruangan.  Begitu  pula apabila  sudah  tidak  ada  orang  di  ruangan  tersebut,  program akan  mengirim  sinyal  ke relay untuk  memadamkan  lampu  di ruangan.

## IV. KESIMPULAN
Sistem  bekerja  dengan  (1)  mendeteksi  radiasi  inframerah dengan  sensor Passive  Infrared  Receiver ,  (2)  mengolah  data keberadaan  manusia  dengan  metode Forward  Chaining berdasarkan knowledge  base untuk  mendapatkan  keputusan, (3) mengirimkan perintah untuk menyalakan atau memadamkan lampu  ke relay .  Dengan  diimplementasikannya  sistem  ini, diharapkan  dapat  membantu  meningkatkan  efisiensi  dalam penggunaan listrik.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Muchlis,  M.  and  Permana,  Adhi  D.,  “Proyeksi  Kebutuhan  Listrik  PLN Tahun 2003 s.d. 2020,” Dinas Perencanaan Sistem PT PLN (2004) 23.
[2] Santosa,  J.  et.  al.,  “Perencanaan  efiensi  dan  elastisitas  energi  2012,” BPPT Press, Jakarta (2012) 12.
[3] Gutowski,  T.G.  et.  al.,  “The  energy  required  to  produce  materials: constraints  on  energy-intensity  improvements,  parameters  of  demand,” Philosophical Transactions of The Royal Society A (2013).
[4] Santosa,  J.  et.  al.,  “Perencanaan  efiensi  dan  elastisitas  energi  2012,” BPPT Press, Jakarta (2012) 16.
[5] Peraturan  Pemerintah  Republik  Indonesia  Nomor  70  Tahun  2009 Tentang  Konservasi  Energi .  Kementrian  Energi  dan  Sumber  Daya Mineral Indonesia (2009).
[6] Iyuditya  and  Dayanti,  E.,  “Sistem  pengendali  lampu  ruangan  secara otomatis  menggunakan  PC  berbasis  mikrokontroler  Arduino  Uno,” Jurnal Online ICT STMIK IKMI Vol. 10 (2013, Dec.).
[7] Hartoyo, A. and Panjaitan, Seno D., “Development of automation system for  room  lighting  based  on  fuzzy  logic  controller,”  International  Journal of  Information  and  Electronics  Engineering,  Vol.  2,  No.  6  (2012,  Nov.)
955-959. [8] Glolab  Corporation  (2015,  January  3).  How  Infrared  Motion  Detector Components Work. Available:
http://www.glolab.com/pirparts/infrared.html
[9] Brock, J. D. et. al., “Changing the world with a Raspberry Pi,” Journal of Computing Science in Colleges Vol. 29 Issue 2 (2013, Dec) 151-153.
[10] Raspberry Foundation (2015, April 17). Raspberry Pi 2 Model B. Available: https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-2-model-b/
[11] Partridge,  Derek, Artificial  Intelligence  and  Software  Engineering,
Understanding  the  Promise  of  the  Future .  USA:  Glenlake  Publishing
Company (1998) 43.
[12] Russel, S. and Norvig, P., Artificial Intelligence: A Modern Approach 3 rd Edition . New Jersey: Prentice Hall (2010) 34.
[13] Jones, M.T., AI Application Programming . Massachusets: Charles River Media (2003) Ch. 8.
[14] Krishnamoorthy,  C.S.  and  Rajeev,  S.R., Artificial  Intelligence  and
Expert Systems for Engineers . Florida: CRC Press (1996) 47.
[15] Kastek, M. et. al., “Passive infrared detector for security systems design, algorithm of people detection and field tests result,” International Journal of Safety and Security Engineering Vol. 3 No. 1 (2013).