## SISTEM KENDALI TERPADU PERALATAN LISTRIK MENGGUNAKAN RASPBERRY PI BERBASIS JARINGAN KOMPUTER TOPOLOGI STAR
Zuly Budiarso 1 , Eddy Nurraharjo 2
Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Stikubank e-mail: 1 zulybudiarso@edu.unisbank.ac.id

## Abstrak
Perkembangan teknologi sistem dari sistem analog menjadi sistem digital merupakan salah  satu  hal  yang  menjadi  awal  berkembangnya  sistem  kendali  didgital.  Dengan berubahnya  sistem  kendali  analog  menjadi  sistem  kendali  digital  maka  jenis  perangkat yang  digunakan  untuk  mengimplementasikan  sistem  kendali  juga  berbahjuga  berubah. Mikrokontroler  adalah  salah  perangkat  yang  berfungsi  sebagai  perangkat  utama  dalam sistem kendali digital.
Dengan  mikrokontroler  perancangan  sistem  kendali  dapat  dilakukan  lebih  efisien. Kemampuan  mikrokontroler  dalam  sistem  kendali  dilengkapi  dengan  berbagai  fitur penunjang,  diantaranya  prosessor,  memory,  A/D  converter,  analog/digital  input/output dan beberapa kemampuan lain untuk mengolah data digital maupun analog.
Seiring  dengan  perkembangan  teknologi  di  bidang  komputer,  perangkat  sistem kendali  juga  semakin  berkembang  dari  mikrokokontroler  beralih  ke  komputer.  Hal  ini disebabkan kebutuhan perangkat yang dapat mendukung fungsi sistem kendali itu sendiri. Sistem  kendali  dituntut  untuk  dapat  menyelesaikan  berbagai  permasalahan  yang  cukup rumit. Untuk dapat memenuhi kebutuhan sesuai dengan tuntutan keadaan maka personal komputer  merupakan  perangkat  alternatif  yang  dapat  digunakan  sebagai  pengganti mikrokontroler.
Raspberry  Pi  yang  yang  merpakan  sebuah  mini  komputer  Single  Board  Circuit merupakan  pilihan  yang  dapat  dilakukan  auntuk  menyelesaikan  masalah  sistem  kendali. Secara  umum  spesifikasi  teknis  raspberry  pi  dapat  mendukung  sebuah  sistem  kendali dengan  tingkat  kesulitan  tinggi.  Fitur-fitur  yang  ada  pada  raspberry  pi  seperti  memori, prosesor sudah dapat menyelesaikan masalah sistem kontrol. Perangkat I/O seperti USB, HDMI,  dan  kebutuhan  daya  yang  kecil  merupakan  kelebihan  dari  raspberry.  Selain  itu raspberry juga dilengkapi dengan perangkat untuk komunikasis, yaitu Bluetooth dan wifi. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa raspberry merupakan mini komputer yang dapat digunakan dalam sistem kendali.
Dengan  menggunakan  sebuah  program,  raspberry  dapat  digunakan  untuk mengendalikan  perangkat  listrik  seperti  mematikan  dan  menghidupkan  lampu  dari  jarak jauh,  membuka  dan  menutup  pintu,  mengendalikan  kamera  dan  berbagai  macam peralatan listrik. Adanya bluetooth dan wifi memungkinkan raspberry dapat dioperasikan dari jarak jauh melalui jaringan internet atau jaringan komputer lokal.
Selain  menggunakan  perangkat  nirkabel,  raspbery  juga  dilengkapi  dengan  LAN Card.  Sehingga  untuk  kemunikasi  dengan  raspbery  dapat  dilakukan  melalui  jaringan lokal.  Dengan  menggabungkan  beberapa  raspbery  dalam  sebuah  jaringan  lokal  (LAN) terbentuklah sistem kendali berbasis jaringan komputer.
Kata Kunci : Raspberry Pi, Kendali, LAN

## 1. PENDAHULUAN
Perancangan  sebuah  sistem  digital  pada  umumnya  terdiri  3  tahapan.  Tahap  pertama  adalah merancang  model  sistem  digital.  Pada  tahap  ini  ditentukan  semua  parameter  yang  berhubungan, model  sistem  digital,  kebutuhan  perangkat  keras  dan  perangkat  lunak.  Tahap  kedua  adalah perancangan  algorithma  untuk  menyelesaikanb  masalah  dalam  sistem  kendali.  Pada  tahap  ini  dibuat tahap  demi  tahap  proses  penyelesaian  masalah  sistem  digital  secara  rinci  dan  perancangan  program. Tahap  ketiga  adalah  implementasi  dan  pengujian  sistem  digital.  Pengujian  yang  dilakukan  adalah dengan mencoba semua fasilitas yang tersedia dalam sistem kendali
Perubahan  Sistem  kendali  analog  menjadi  sistem  kendali  digital  merupakan  salah  satu  dampak perkembangan  teknologi  digital.  Dengan  berubahnya  sistem  kendali  analog  menjadi  sistem  kendali digital maka jenis perangkat yang digunakan juga berubah. Salah satu kelebihan sistem kendali digital adalah  adanya  perangkat  yang  dapat  diprogram  sedemikian  rupa  sehingga  mudah  dilakukan modifikasi untuk memperoleh hasil yang optimal.
Mikrokontroler  merupakan  perangkat  yang  mewakili  suatu  figur  sistem  kendali  modern  yang telah  telah  dikemas  dalam  sebuah chip /  rangkaian  terpadu.  Dengan  mikrokontroler  perancangan sistem  kendali  dapat  dilakukan  lebih  efisien.  Kemampuan  mikrokontroler  dalam  sistem  kendali dilengkapi  dengan  berbagai  fitur  penunjang,  diantaranya  prosessor,  memory,  A/D  converter, analog/digital  input/output  dan  beberapa  kemampuan  lain  untuk  mengolah  data  digital  maupun analog.
Seiring  dengan  perkembangan  teknologi  di  bidang  komputer,  perangkat  sistem  kendali  juga semakin  berkembang  dari  mikrokokontroler  beralih  ke  komputer.  Hal  ini  disebabkan  kebutuhan perangkat  yang  dapat  mendukung  fungsi  sistem  kendali  itu  sendiri.  Sistem  kendali  dituntut  untuk dapat  menyelesaikan  berbagai  permasalahan  yang  cukup  rumit.  Untuk  dapat  memenuhi  kebutuhan sesuai  dengan  tuntutan  keadaan  maka  personal  komputer  merupakan  perangkat  alternatif  yang  dapat digunakan sebagai pengganti mikrokontroler.
Sistem  kendali  dituntut  untuk  dapat  menyelsaikan  masalah  yang  rumit.  Sehingga  dibutuhkan prosesor  dengan  kecepatan  tinggi.  Memori  juga  merupakan  masalah  yang  harus  diperhatikan.  Untuk menyelesaikan masalah yag rumit tentunya dibutuhkan program dengan kapasitas memori yang besar.
Raspberry  Pi  yang  yang  merpakan  sebuah  mini  komputer Single  Board  Circuit merupakan pilihan yang dapat dilakukan auntuk menyelesaikan masalah sistem kendali . Secara umum spesifikasi teknis raspberry pi dapat mendukung sebuah sistem kendali dengan tingkat kesulitan tinggi. Fitur-fitur yang  ada  pada  raspberry  pi  seperti  memori,  prosesor  sudah  dapat  menyelesaikan  masalah  sistem kontrol. Perangkat I/O seperti USB, HDMI, dan kebutuhan daya yang kecil merupakan kelebihan dari raspberry. Selain itu raspberry juga dilengkapi dengan perangkat untuk komunikasis, yaitu Bluetooth dan  wifi.  Dengan  demikian  dapat  dikatakan  bahwa  raspberry  merupakan  mini  komputer  yang  dapat digunakan dalam sistem kendali.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
Raspberry  Pi  merupakan  sebuah  perangkat  yang  dapat  berfungsi  seperti  sebuah  komputer personal.  Perangkat  ini  berukuran  fisik  sangat  kecil,  sehingga  sangat  praktis  jika  digunakan  untuk berbagi keperluan yang tidak terlalu membutuhkan memori yang besar untuk mengolah data. Dengan fitur  yang  ada  raspberry  dapat  digunakan  sebagai  perangkat  pengganti  mikrokontroler.  Dengan dilengkapi modul I/O yang dapat digunakan sebagai masukan maupun keluaran sinyal digital maupun sinyal analog maka raspberry dapat digunakan layaknya sebuah mikrokontroler yang dapat digunakan untuk sistem kendali.
Sebuah  perangkat  dapat  digunakan  dalam  sistem  kendali  jika  mempunyai  kemampuan  dapat menerima  masukan  berupa  sinyal  analog  dan  sinyal  digital.  Raspberry  dilengkapi  dengan A/D converter dan D/A converter sehingga mampu mengolah sinyal digital dan mengubah menjadi sinyal analog atau sebaliknya.
Masukan dari perangkat lain pada raspberry dilakukan dengan menghubungkan perangkat modul I/O  pada  raspberry.  Pada  raspberry  pi  3  terdapat  30  buah  pin  yang  berfungsi  sebagai  masukan  atau keluaran. Sedangkan pin yang lain berupa sember tegangan kutub positip dan negatip.
Dengan  menggunakan  sebuah  program,  raspberry  dapat  digunakan  untuk  mengendalikan perangkat listrik seperti mematikan dan menghidupkan lampu dari jarak jauh, membuka dan menutup pintu,  mengendalikan  kamera  dan  berbagai  macam  peralatan  listrik.  Adanya  bluetooth  dan  wifi memungkinkan  raspberry  dapat  dioperasikan  dari  jarak  jauh  melalui  jaringan  internet  atau  jaringan komputer lokal.Selain menggunakan perangkat nirkabel, raspbery juga dilengkapi dengan LAN Card . Sehingga untuk kemunikasi dengan raspbery dapat dilakukan melalui jaringan lokal.
Menurut  Eddy  Nuraharjo[2]  penggunaan  dasar  sistem  terpadu  aplikasi  dalam  sistem  robotika dengan  menggunakan  IC  mikrokontroler  AT89S52  yang  memiliki  kapasitas  8  kilobyte  memori mampu memberikan beberapa tempat memori untuk program-program yang berisi ‘kecerdasan dasar buatan’,  bisa  menggunakan  bahasa  C  atau  bahasa assembler , bagi  ‘robot’  untuk  menentukan pergerakan  arah  dan  ‘manuver  cerdas’sebagai  bentuk  eksekusi  terhadap  kejadian  yang  ditentukan pada kondisi jalur yang ada dengan bantuan rangkaian sensor infra red. Sebuah simulasi robot dalam penelitian ini menggunakan mobil konvesional yang diharapkan dapat memiliki ‘kecerdasan buatan’ dengan memantau kondisi jalur yang akan dilaluinya, dan mampu melakukan ‘manuver cerdas’ sesuai dengan  keadaan  jalur  tersebut.  Mobil  robot  dengan Self  Running adalah  pengendalian  gerakan  dari robot yang berdasarkan program kemudi yang diberikan sehingga seolaholah robot tersebut bergerak sendiri.  Jenis  ini  tidak  tergantung  dari  kemudi  seorang  operator  dan  juga  biasanya  ditempatkan beberapa  jenis  sensor  untuk  mendeteksi  situasi  sekelilingnya  (untuk  mengenali  medan  jelajahnya). Sensor tersebut akan memberikan informasi kepada sistem robot, kemudian oleh perangkat prosessor atau  controll  informasi  tersebut  diolah,  yang  natinya  dijadikan  sebagai  acuan  dalam  melakukan pergerakan  selanjutnya. Self  Runnning dapat  dikategorikan  lagi  menjadi  dua  jika  dilihat  dari  tingkat kecerdasan robot tersebut, yakni robot dengan kecerdasan buatan dan tanpa kecerdasan buatan. Robot dengan kecerdasan buatan memiliki maksud bahwa robot tersebut berkemampuan secara sendiri untuk merespon atau bereaksi didalam kondisi yang tidak ditentukan sebelumnya. Selanjutnya robot dengan tanpa kecerdasan buatan secara keseluruhan tergantung kepada intstruksi yang diberikan.
Perancangan  sebuah  sistem  kendali  dengan  menggunakan  mikrokontroler  terdiri  3  tahapan.[8] Tahap  pertama  adalah  merancang  model  sistem  kendali.  Pada  tahap  ini  ditentukan  semua  parameter yang  berhubungan,  model  sistem  kendali,  kebutuhan  perangkat  keras  dan  perangkat  lunak.  Tahap kedua  adalah  perancangan  algorithma  untuk  menyelesaikanb  masalah  dalam  sistem  kendali.  Pada tahap  ini  dibuat  tahap  demi  tahap  proses  penyelesaian  masalah  sistem  kendali  secara  rinci  dan perancangan  program.  Tahap  ketiga  adalah  implementasi  dan  pengujian  sistem  kendali.  Pengujian yang dilakukan adalah dengan mencoba semua fasilitas yang tersedia dalam sistem kendali.
Raspbery Pi juga dapat digunakan untuk pemantuan rumah. Menurut  Sanjana Prasad [ 6 ] dalam makalahnya  yang  berjudul Smart  Surveillance  Monitoring  System  Using  Raspberry  PI  and  PIR Sensor menyebutkan  bahwa  raspberry  pi  dapat  digunakan  untuk  memantau  keadaan  rumah  melalui telepon  genggam.  Sebuah  sensor  PIR  digunakan  untuk  mendeteksi  gerakan  di  sekitar  sensor.  Cara kerja  sensor  PIR  adalah  jika  sensor  menangkap  sebuah  gerakan  di  sekitarnya,  maka  akan  merespon gerakan tersebut dan mengirimkan sinyal ke raspberry pi. Selanjutnya raspberry pi akan mengirimkan pesan  ke  perangkat  telepon  genggam.  Dengan  menggunakan  aplikasi  yang  dibuat  khusus  untuk masalah ini maka setiap user dapat memantau kondisi rumah setiap saat dari mana saja.
Sheikh  Ferdoush  [  7  ]  dalam  papernya  yang  berjudul Wireless  Sensor  Network  System  Design using  Raspberry  Pi  and Arduino  for  Environmental  Monitoring  Applications mengembangkan raspberry  untuk  teknologi  jaringan  nirkabel.  System  yang  dirancang  dapat  diterapkan  pada  berbagai bidang, menggunakan perangkat keras open source, yaitu raspberry dan arduino dengan biaya rendah. Sensor yang digunakan dapat diatur sebsuai dengan keadaan lingkungan. Jaringan sensor merupakan sebuah  sistem  mikrokontroler  yang  tertanam  di  dalam  sebauah  perangkat  dengan  daya  rendah  dan port I/O yang berfungsi menerima masukan  dari luar perangkat seperti sensor maupun mengirimkan sinyal keluar perangkat seperti telepon genggam atau perangkat yang lain.

## 3. METODE PENELITIAN
Metode prototipe yang akan digunakan dalam penelitian ini terdiri dari langkah-langkah sebagai berikut ;
1. Studi Literatur
Untuk  memperoleh  dasar  teori  berkaitan  dengan  pemrograman  sistem  kendali  digital, mikrokontroler,  pemrograman  raspberry  baik  berasal  dari  jurnal,  buku  maupun  informasi  baku lainnya  yang  bersumber  dari  situs-situs  di  internet.  Untuk  mendukung  pemahaman  tentang raspberry pi dan jaringan komputer digunakan modul jaringan komputer dan datasheet raspberry pi

## 2. Pemrograman Aplikasi
Pemrograman aplikasi ini dimaksudkan untuk menguji sebuah teknik serta mengeksplorasi teknik interfacing dan  mengimplementasikannya  metode  tersebut  dalam  sebuah  aplikasi  berbasis raspberry,  dengan  menggunakan  bahasa  pemrograman phyton,  hingga  terimplementasikannya sistem kendali melalui jaringan komputer.
3. Metode perakitan atau pengujian
Rangkaian  hasil  perancangan  dirakit  dalam  sebuah  papan  percobaan  dan  diberikan  tes  atau  uji kelayakannya  serta  mendeteksi  kekurangan  alat  yang  dibuat  untuk  diperbaiki  dan  disesuaikan dengan  hasil  yang  sesuai  dengan  rancangan  yang  diharapkan.  Uji  coba  yang  dilakukan  adalah dengan  membandingkan  hasil  proses  sistem  kendali  secara  manual  dengan  hasil  yang  diperoleh dari perintah melalui raspberry yang dikendalikan dari jarak jauh melaui jaringan komputer (LAN)

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 4.1 Rancangan Sistem Kendali
Sistem  kendali  dengan  menggunakan  raspberry  pi  adalah  sebuah  sistem  kendali  yang menggunakan  raspberry  sebagi  perangkat  utama.  Raspberry  dilengkapi  dengan  fitur-fitur  yang  dpat digunakan  sebagai  sistem  kendali.  Salah  satu  syarat  sistem  kendali  adalah  adanya  modul  I/O  yang berfungsi  sebagai  media  komunikasi  antar  muka  suatu  peralatan  dengan  peralatan  lain.  Modul  I/O berisi  A/D  converter  dan  D/A  converter  yang  berfungsi  sebagai  pengubah  sinyal  analog  menajadi sinyal digital. Sinyal yang berasal dari piranti yang menghasilkan besaran analog seperti tegangan dan arus  tidak  dapat  diolah  oleh  raspberry  yang  berfungsi  sebagai  mikrokontroler  karena  hanya  sinyal digital yang dapat diproses oleh raspberry. Untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital atau sebaliknya raspberry dilengkapi dengan A/D converter.
Pada  umumnya  sinyal  yang  berasal  dari  perangkat  di  luar  raspberry  adalah  perangfkat  yang menghasilkan  sinyal  analog.  Sensor  adalah  sebuah  perangkat  yang  berfungsi  mengubah  besaran- besaran analog menjadi besaran besaran listrik. Sinyal yang dihasilkan oleh sensor hanya berupa pulsa listrik  dengan  frekuensi  tertentu.  Sinyal  dari  sensor  sudah  diubah  menjadi  sinyal  analog  belum  bisa diolah  oleh  raspberry.  Dengan  A/D  converter  yang  ada  di  dalam  raspberry,  sinyal  tersebut  dapat dijadikan  sebagai  masukan  untuk  mengubah  nilai-nilai  analaog  menjadi  besaran  digital.  Dengan diubahnya  besaran  analog  menjadi  besaran  digital  maka  semua  proses  digital  dapat  dilakukan  pada sinyal  tersebut  diantaranya  menampilkan  hasil  di  LCD,  mentriger  indikator,  masukan  untuk  sistem sinyal  dan  lain-lain.  Sistem  kendali  dengan  raspberry  dapat  mengendalikan  perangkat  lain  di  luar raspberry  menggunakan  sebuah  perintah  yang  ditulis  dengan  bahasa  pemrgoraman.  Blok  Diagram Sistem Kendali dapat dilihat pada gambar 1.
Gambar 1. Blok Diagram aamSistem Kendali
Peralatan yang digunakan dalam sistem kendali adalah sebagai berikut : 1. Switch/Hub   : berfungsi sebagai penghubung antara workstation dengan raspberry
2. Workstation   : Terminal Pengendali berupa sebuah komputer
3. L1,L2,L3,L4  : Peralatan listrik yang akan dikendalikan
SWITCH/HUB Workstation Raspberry Workstation Raspberry L1 L2 L3 L4 L1 L2 L3 L4

## 4.2 Rancangan Perangkat Keras sistem kendali
Sistem  kendali  dengan  raspberry  yang  paling  sederhana  terdiri  dari  sebuah  raspberry  yang diprogram sedemikian rupa sehingga dapat mengendalikan beberapa perlatan listrik. Sebuah raspberry dapat  digunakan  untuk  mengendalikan  paling  banyak  25  peralatan  listrik,  karena  sebuah  raspberry terdapat  25  pin  I/O  yang  dapat  digunakan  untuk  masukan  ataupun  keluaran.  Blok  diagram  sistem kendali sebuah raspberry dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 2. Blok Diagram Sistem Kendali Raspberry Pi Keterangan : 1. Power  Suply  :  Berfungsi  sebagai  catu  daya  bagi  raspberry.  Keluaran  dari  power  suply  adalah sebuah arus DC dengan tegangan 5 volt dan maksimum arus 2 Ampere.
2. Raspberry Pi : Perangkat Utama sistem kendali
3. Relay  :  Sebuah  rangkaian  elektronik  yang  berfungsi  sebagai  switch.  Realay  akan  bekerja  setelah mendapat sinyal triger dari raspberry.
4. Sumber Daya listrik :  Berfungsi  sebgai  sumber  daya  bagi  perlatan  elektronik  yang  akan dikendalikan oleh raspberry.
5. Peralatan listrik : Beberapa peralatan listrik yang dijadikan sebagai target dalam sistem kendali.
Jumlah  raspberry  dan  komputer  yang  digunakan  dalam  sistem  kendali  dengan  raspberry  disesuaikan dengan kebutuhan.

## 4.2 Rancangan Perangkat Lunak sistem kendali
Sistem  kendali  dengan  menggunakan  raspberry  dapat  dilihat  pada  diagram  alir  pada  gambar  3. Program  utama  yang  dimasukkan  pada  raspberry  adalah  sebuah  perintah  untuk  mengaktifkan  dan menonaktifkan  GPIO,  yaitu  beberapa  port  pada  raspberry  yang  berfungsi  sebagai  masukan  dan keluaran.
POWER SUPLY RASPBERRY PI RELAY PERALATAN LISTRIK ( LAMPU, TELEVISI, KIPAS ANGIN , dll ) SUMBER DAYA LISTRIK
(STOP KONTAK)
Gambar 3. Flowchart Program Sistem Kendali Raspberry Pi
Langkah  pertama  proses  dalam  program  adalah  inisial  GPIO.  Inisial  GPIO  adalah  sebuah program yang berfungsi memberikan nilai  awal pada GPIO. Nilai  yang diberikan pada GPIO adalah berupa kondisi HIGH atau LOW. Kondisi HIGH menunjukkan GPIO bernilai logika “1”, dan terdapat tegangan sebesar ± 5 volt. Nilai inilah yang digunakan sebagai triger pada relay. Relay adalah sebuah alat  yang  berfungsi  sebagai electric  switch. .  Sebuah  lilitan  pada  suatu  batang  logam  yang dihubungkan  suatu  sumber  tegangan  akan  menghasilkan  GGL  induksi  atau  magnet  pada  logam. Magnet  yang  dihasilkan  akan  menarik  sebuah  pengungkit  yang  dihubungkan  dengan  sumber tegangan.  Terdapat  dua  jenis  keadaan  relay,  yaitu Normally  Close dan Normally  Open . Normally Close  (NC) yaitu  kondisi  awal  sebelum  diaktifkan  akan  selalu  berada  di  posisi CLOSE (tertutup). Sedangkan Normally  Open  (NO) yaitu  kondisi  awal  sebelum  diaktifkan  akan  selalu  berada  di  posisi OPEN (terbuka).  Sebuah  relay  dapat  digunakan  untuk  mengaktifkan  beberapa  jenis  perlatan elektronik,  tergantung  jumlah  kaki  yang  terdapat  pada  relay.  Untuk  mengendalikan  satu  jenis peralatan  diperlukan  4  buah  kaki  relay.  Dua  kaki  berasal  dari  kedua  ujung  lilitan  yang  dibungkan dengan sumber tegangan DC. Sedangkan dua kaki yang lain berfungsi sebagai skalar.
Masukan dalam sistem kendali adalah berupa perintah yang berisi memberikan nilai yang berupa “HIGH” atau “LOW”  ke modul GPIO. Dalam penelitian ini  menggunakan 4 buah port GPIO,  yaitu GPIO0,  GPIO1,  GPIO3  dan  GPIO4.  Setiap  GPIO  terhubung  dengan  sebuah  relay.  Kondisi  GPIO inilah  yang  akan  menentukan  kondisi  relay  apakah  “ OFF ”  atau  “ ON ”  Jika  nilai  masukan  adalah HIGH  maka  kondisi  relay  adalan  ON.  Setiap  relay  terhubung  dengan  sumber  tegangan.  Sumber tegangan  digunakan  untuk  menghidupkan  peralatan  listrik  atau  elektronik  yang  mebutuhkan  tenaga listrik.  Dalam  penelitian  ini  menggunakan  4  buah  lampu.  Masing-masing  lampu  dapat  dikendalikan tersendiri.  Sehingga  setiap  lampu  bisa  diatur  menyala  atau  padam.  Nilai  awal  GPIO  diatur  pada kondisi LOW, sehingga relay pada keadaan NC, dan lampu padam.

## 4.3 Kendalai Modul Relay
Modul  relay  adalah  sebuah  rangkaian  elektronik  yang  berfungsi  sebagai  penghubung  antara mikrokontroler  dengan  perangkat  yang  akan  dikendalikan.  Sebuah  transistor  berfungsi  menerima masukan yang berupa arus DC dengan tegangan ± 5 volt yang berasal dari port GPIO raspberry. Arus tersebut  akan  digunakan  sebagai  sinyal  triger  untuk  meyulut  transistor  mengalirkan  arus  listrik  dari kaki basis ke kaki kolector. Jika kaki kolektor mendapat suply arus maka akan menimbulkan tegangan pada kaki kaki kolektor dengan kaki emitor yang terhubung dengan ground ( kutub negatif). Tegangan inilah  yang  mengubah  relay  dari  keadaan  NC  menjadi  NO  atau  sebaliknya.  Rangkaian  lengkap kendali relay dapat dilihat pada gambar 4.
GPIO 0 LOW GPIO 3 LOW Relay 1 OFF Relay 1 OFF
Alat 1 mati Alat 4 Mati A GPIO 1
LOW GPIO 2 LOW Relay 1 OFF Relay 1 OFF Alat 2 mati Alat 3 mati B SELESAI

## Gambar 4. Rangkaian Kendali Relay

## 4.4 Diagram Sistem Kendali Raspberry
Dalam  uji  coba  tipe  raspberry  yang  digunakan  adalah  raspberry  pi  3  type  B.  Rancangan  sistem kendali menggunakan raspberry pi 3 type B adalah seperti pada ganbar 5.6. Pin GPIO yang digunakan adalah GPIO0, GPIO1, GPIO2 dan GPIO3.
Gambar 5. Skematik Diagram Sistem Kendali Keterangan : 1. GPIO0, GPIO1,GPIO2, GPIO4 adalah port GPIO raspberry pi
2. In1, In2, In3, In3 adalah line input modul relay
3. S1, S2, S3, S4 adalah saklar relay
4. L1, L2, L3, L4 adalah Lampu

## 4.5 Hasil Pengujian
Selain modul raspberry dan modul relay sebagai perangkat utama, sistem kendali menggunakan raspberry  juga  membutuhkan  beberapa  alat  pendukung,  yaitu  sebuah  kotak  plastik  berfungsi  untuk meletakkan  komponen-komponen,  lampu  indikator  dan  kabel  jumper.  Sebelum  diletakkan  di  tempat yang semestinya, semua komponen dan alat harus diuji coba dulu kinerjanya. Sinyal yang dihasilkan oleh raspberry adalah berupa sinyal digital, sehingga uji coba dilakukan dengan menggunakan lampu LED  yang  diletakkan  di projectboard sebagai  indikator.  Dalam  uji  coba  ini  terdapat  9  buah  LED sebagai indikator. Setiap indikator menunjukkan kinerja dari GPIO, modul relay dan lampu.
RASPBERRY PI GPIO0 GPIO0 GPIO0 GPIO0 MODUL RELAY In 1 In 2 In 3 In4 S1 S2 S3 S4 Sumber tegangan L1 L2 L3 L4 GND Unit Relai GPIO Raspberry
VCC Sumber Daya Listrik Peralatan Listrik
Relay  juga  dapat  digunakan  sebagai  saklar  untuk  menghidupkan  atau  memadamkan  sebuah lampu. Keadaan ON dan OFF lampu tergantung kondisi GPIO. Untuk memberikan  nilai  pada GPIO dilakukan dengan menjalankan program.
Program  yang  digunakan  untuk  sistem  kendali  raspberry  adalah  bahasa  python.  Bahasa pemrograman python termasuk bahasa pemrograman tingkat tinggi. Alasan digunakan bahasa python karena  tersedianya  perintah  untuk  mengakses  perangkat  eksternal  dengan  mudah.  Raspberry merupakan perangkat yang dapat digunakan untuk mengimplementasikan program bahasa python
Langkah pertama dalam pengujian sistem adalah merangkai peralatan seperti gambar 6.
Gambar 6. Rangkaian Pengujian
Relay dihubungkan dengan sumber tegangan AC 220 Volt. Dalam pengujian digunakan 4 buah relay yang dihubungkan dengan 4 buah stop kontak ( sumber tegangan ). Untuk menjalankan program sistem kendali dilakukan dari terminal dengan perintah sebagai berikut :
1. Untuk menghidupkan Alat1 : pi@raspy: $ sudo python hidup1.py 2. Untuk menghidupkan Alat2 : pi@raspy: $ sudo python hidup2.py
3. Untuk menghidupkan Alat 3 : pi@raspy: $ sudo python hidup3.py
4. Untuk menghidupkan Alat4 : pi@raspy: $ sudo python hidup4.py
5. Untuk mematikan Alat1 : pi@raspy: $ sudo python mati1.py
6. Untuk mematikan Alat 2 : pi@raspy: $ sudo python mati2.py
7. Untuk mematikan Alat 3 : pi@raspy: $ sudo python mati3.py
8. Untuk mematikan Alat4 : pi@raspy: $ sudo python mati4.py
Dari hasil percobaan diperoleh hasil bahwa setiap perintah dari terminal dapat di eksekusi dengan baik.  Hal  ini  dapat  dilihat  dari  relay  yang  dapat  berfungsi  sebagai  switch  yang  menghidupkan  dan mematikan alat listrik  yang terhubung dengan sumber tegangan. Dari  hasil pengujian diperoleh hasil sebagai berikut :
1. Untuk menyalakan dan memadamkan setiap lampu dilakukan dengan perintah sendiri.
2. Kondisi awal dari program adalah lampu dalam keadaan tidak menyala/padam, karena relay dalam keadaan NO ( Normaly OFF ).
3. Semua lampu dapat dinyalakan dan dipadamkan dengan sistem kendali melalui program sesuai dengan yang diprogramkan.
4. Indikator hasil program juga dapat dilihat pada led yang ada di modul relay.
Hasil pengujian tegangan pada setiap GPIO dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Hasil pengukuran tegangan No GPIO Tegangan ( Volt ) Kondisi Lampu 1 0 1,57 Padam 2 1 1,54 Padam 3 2 1,54 Padam 4 3 1,55 Padam 5 0 4,83 Menyala
6 1 4,77 Menyala 7 2 4,75 Menyala 3 4,79 Menyala
Dari hasil pengukuran tegangan terlihat bahwa rata-rata tegangan pada saat lampu padam adalah 1,55  volt.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  kondisi  GPIO  pada  saat LOW adalah  ±1,55  volt.  Dengan tegangan  1,55  volt  tidak  dapat  menyulut  modul  relaya  untuk  mentriger  transistor  agar  relay  berubah dari keadaan NO ke NC. Sehingga lampu tidak dapat menyala.
Keadan  sebaliknya  adalah  pada  saat  lampu  menyala.  Tegangan  yang  terukur  adalah  ±4,75  volt. Pada keadaan tersebut GPIO dalam keadaan HIGH , dan lampu menyala. Dengan tegangan ±4,75 volt rangkaian relay sudah dapat bekerja dengan baik. Hasilnya adalah lampu dapat menyala dengan sesuai dengan perintah yang diberikan oleh program sistem kendali.

## 5. KESIMPULAN
Dari  hasil  implementasi  dan  pengujian  sistem  kendali  dengan  raspberry  dapat  disimpulkan sebagai berikut :
1. Raspberry Pi 3 type B dapat digunakan sebagai  sistem kendali untuk menyalakan dan mematikan lampu melalui pin GPIO.
2. Tegangan  yang  dapat  digunakan  untuk  membuat  kondisi  HIGH  pada  GPIO  adalah  4,75, sedangkann untuk kondisi LOW adalah ±1,55 volt.
3. Modul Relay dapat digunakan sebagai saklar otomatis yang dapat diprogram dengan menggunakan Raspberry Pi type B

## 6. SARAN
Hasil  yang  diperoleh  dalam  penelitian  masih  diperlukan  beberapa  perbaikan  untuk mengoptimalkan kinerja sistem kendali dengan raspberry pi 3, diantaranya adalh sebagai berikut : 1. Untuk  menjalankan  program  harus  melalui  terminal  sehingga  menyulitkan  operator  jika  tidak terbiasa dengan command line.
2. Dibuat programa dengan user interface yang mudah dioperasikan oleh operator.
3. Program  menyalakan  lampu  dan  memadamkan  lampu  masih  terpisah,  sehingga  diperlukan program  yang  terintegrasi  antara  program  untuk  menyalakan  dan  program  untuk  mematikan lampu.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Eddy  Nuraharjo,  2015,  “ Sistem  Kendali  Mobil  Robot  dengan  Menggunakan  Mikrokontroler ATMEGA 8 9S52”, Dinamika Teknik Vol 1, No. 2, tahun 2015,
[2] Graham C. Goodwin, Stefan F. Graebe, Mario E. Salgado, 2016, CONTROL SYSTEM DESIGN, Departamento de Electr´onica Universidad T´ecnica Federico Santa Mar´I Valpara´ıso, CHILE
[3] P BHASKAR RAO, 2015, RASPBERRY PI HOME AUTOMATION WITH WIRELESS SENSORS USING SMART PHONE, Engineering, Department of Computer Science & Engineering,  P.E.S. College  of  Engineering,  Mandya. S.K.  UMA  (Co-Author) Associate  Professor,  Department  of Computer Science & Engineering,
[4] Sheikh Ferdoush, Xinrong Li, 2016 , Wireless Sensor Network System Design using Raspberry Pi and  Arduino  for  Environmental  Monitoring  Applications, The  9th  International  Conference  on Future  Networks  an  Communications  (FNC-2014),  Department  of  Electrical  Engineering, University of North Texas, Denton, Texas 76203, USA
[5] Sanjana  Prasad,  P.Mahalakshmi,  A.John  Clement  Sunder,  R.Swathi,  2014, Smart  Surveillance Monitoring  System  Usin  Raspberry  PI  and  PIR  Sensor, (IJCSIT)  International  Journal  of Computer Science and Information Technologies, Vol. 5 (6) , 2014, 7107-7109
[6] Zuly  Budiarso,  2016,  “Analisa I/O  Interfacing  Technique  and  Programming Sistem  Kendali Terpadu Berbasis Arduino UNO R3.”, Dinamika Informatika, Vol 6, Nomor 2 Tahun 2016
[7] Zuly  Budiarso,  2015,  “Rancang  Bangun  Sistem  Kendali  Digital  Electrical  Stimulator  Berbasis Arduino UNO R3, Dinamika Informatika, Vol , Nomor 1 Tahun 2017
[8] https://www.raspberrypi.org/documentation/
[9] https://docs.python.org/3/tutorial/modules.html