## RANCANG BANGUN PROTOTYPE SMART HOME DENGAN KONSEP INTERNET OF THINGS ( IOT ) MENGGUNAKAN RASPBERRY PI BERBASIS WEB
Bagus Eryawan 1) , Ari Endang Jayati 2) , dan Sri Heranurweni 3)
1,2,3) Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Semarang Jalan Soekarno Hatta – Tlogosari, Semarang, Indonesia, 50196 e-mail: eryawan@gmail.com 1) , ariendang@usm.ac.id 2) , heranur@usm.ac.id 3)

## ABSTRACT
High economic growth makes the demand for comfortable and safe houses increase and the application of technology that is  most  clearly  seen  is  technology  with  automatic  systems.  With  this  technology,  the  use  of  electricity  in  the  house  can  be minimized and offer convenience in controlling the house. Sometimes homeowners forget to turn off the lights when they are outside the house so they have to go back and do checks that are very inefficient both in terms of time and financially such as the cost of gasoline to return to the house.
Based on this, the Smart Home Prototype was created with the concept of the Internet of Things (IoT) using Raspberry Pi Web-Based,  which is a system that can remotely control  electronic home appliances using  Raspberry Pi  as a base system, which is connected to Web Applications through the internet network. The electronic equipment used in this study is in the form of 5 lamps, 1 stepper motor to control the garage, 1 servo motor to control the door lock, and 1 brushless motor that functions as a fan.
Blocking and overall test results on Bedroom Lights, Living Room Lights, Kitchen Lights, Bathroom Lights, Porch Lights, Garages, Door Locks, and Fans, all work well. The testing of the distance between cities against the Prototype Smart Home was successfully carried out, where the Prototype Smart Home in the City of Demak was successfully controlled by the User who at the time of testing was in the City of Semarang, Kudus, Japan, Surabaya, and Jakarta.
Keywords : Smart Home, Raspberry Pi, Internet of Things, Aplikasi Web

## ABSTRAK
Pertumbuhan ekonomi yang tinggi membuat permintaan akan rumah yang nyaman dan aman kian meningkat dan penera- pan teknologi yang paling jelas terlihat adalah teknologi dengan sistem otomatis. Dengan teknologi ini, penggunaan listrik pada rumah bisa terminimalisir dan menawarkan kemudahan dalam mengontrol rumah. Terkadang pemilik rumah lupa untuk mematikan lampu ketika sedang berada di luar rumah sehingga harus kembali dan melakukan pengecekan yang sangat tidak efisien baik dari sisi waktu maupun finansial seperti biaya bensin untuk kembali lagi ke rumah.
Berdasarkan hal tersebut maka dibuatlah Prototype Smart Home Dengan Konsep Internet of Things (IoT) menggunakan Raspberry  Pi  Berbasis  Web,  yaitu  sebuah  sistem  yang  dapat  mengontrol  peralatan  elektronik  rumah  dari  jarak  jauh menggunakan Raspberry Pi sebagai basis sistem, yang terhubung dengan Aplikasi Web melalui jaringan internet. Peralatan elektronik yang digunakan pada penelitian ini berupa 5 buah Lampu, 1 buah Motor Stepper untuk mengendalikan Garasi, 1 buah Motor Servo untuk mengendalikan kunci pintu, dan 1 buah Motor Brushless yang berfungsi sebagai kipas angin.
Hasil  Pengujian  perblok  maupun  secara  keseluruhan  pada  Lampu  Kamar  Tidur,  Lampu  Ruang  Tamu,  Lampu  Dapur, Lampu Kamar Mandi, Lampu Teras, Garasi, Kunci Pintu, dan Kipas Angin, semuanya dapat bekerja dengan baik. Pengujian jarak kendali antar kota terhadap Prototype Smart Home berhasil dilakukan, dimana Prototype Smart Home yang berada di Kota Demak berhasil dikendalikan oleh User yang pada saat pengujian berada di Kota Semarang, Kudus, Jepara, Surabaya, dan Jakarta.
Kata Kunci : Smart Home, Raspberry Pi, Internet of Things, Aplikasi Web

## I. P ENDAHULUAN
erkadang pemilik rumah lupa untuk mematikan lampu  ketika  sedang  berada  di  luar  rumah sehingga  harus  kembali  dan  melakukan pengecekan  yang  sangat  tidak  efisien  baik  dari  sisi waktu  maupun  finansial  seperti  biaya  bensin  untuk kembali  lagi  ke  rumah.  Dengan  tujuan  efisiensi  itulah penulis  mencoba  untuk  merancang  sebuah  Sistem Smart Home yang dapat dikontrol dari jarak jauh.
Sistem Smart  Home ini  dirancang  agar  pemilik
rumah dapat  mengontrol  semua  bagian  yang  ada  di rumahnya dengan menggunakan sistem yang terintegrasi  ke  internet.  Hal  tersebut  bertujuan  untuk memberikan  keamanan  dan  kenyamanan  bagi  pemilik rumah  dan  orang-orang  yang  tinggal  didalamnya, karena  dapat  memudahkan  pekerjaan  agar  menjadi lebih cepat, efektif, dan efisien.
Internet  of  Things (IoT)  merupakan  sebuah  konsep yang  bertujuan  untuk  memperluas  manfaat  dari konektivitas  internet,  IoT  sendiri  sudah  diperkenalkan pertama  kali  oleh  Kevin  Ashton  dalam  presentasinya
T
“ Co-Founder  and  Executive  Director  of  The  Auto-ID Center ” di MIT pada tahun 1999. Namun kenyataannya konsep Internet  of  Things khususnya  di  Indonesia belum diterapkan secara maksimal.
Penelitian tentang perancangan IoT pada smart home telah  banyak  dilakukan.  Penelitian  tentang  sistem Pengontrol Lampu Rumah Berbasis Raspberry Pi telah dilakukan [1]. Erwinnanto telah melakukan perancangan Smart  Home  Automatic  Control dengan komunikasi  melalui Bluetooth  HC-05 berbasis Mikrokontroler Arduino dan Android [2].  Pada penelitian  ini  akan  menerapkan  konsep Internet  of Things (IoT) pada Smart Home atau rumah pintar. Juga akan  dibuat  aplikasi  yang  dapat  mengontrol  peralatan elektronik  rumah  melalui  internet  serta  membuat tampilan antarmuka control panel berbasis website dan hanya  dapat  diakses  oleh  orang  yang  berhak ( authentication  user ). Prototype ini  diharapkan  dapat menjadi bahan pertimbangan seseorang dalam menerapkan konsep Smart Home dan Internet of Things di kehidupan nyata.
Organisasi  dari  paper  ini  adalah:    Seksi  II menjelaskan  tentang  model  sistem  yang  digunakan, Seksi  III  membahas  perancangan  prototype Smart Home dengan R aspberry Pi. Pada seksi  IV membahas tentang  hasil  pengujian  perancangan  prototype  yang dibuat, selanjutnya Seksi V adalah kesimpulan.

## II. M ODEL S ISTEM
1.1 Internet of Things Internet of Things atau dikenal juga dengan singkatan IoT merupakan  sebuah  konsep  yang  bertujuan  untuk memperluas manfaat dari konektivitas internet yang ter- sambung  secara  terus-menerus.  Istilah Internet  of Things mulai dikenal tahun 1999 yang saat itu disebut- kan  pertama  kalinya  dalam  sebuah  presentasi  oleh Kevin Ashton, cofounder and executive director of the Auto-ID Center di MIT [3].
Dengan  menggunakan Internet  of  Things memung- kinkan suatu sistem dapat dikendalikan secara otomatis tanpa  mengenal  jarak  melalui  jaringan  Internet. Pengimplementasian Internet  of  Things sendiri  selalu mengikuti  keinginan  dari  Developer  dalam  mengem- bangkan  sebuah  aplikasi.  Apabila  aplikasi  yang  dicip- takan  adalah  untuk  memonitoring  dan  mengontrol peralatan  elektronik  pada  sebuah  rumah,  maka  diper- lukan  suatu  perangkat  yang  dapat  menghubungkan peralatan elektronik dengan Website Control . Salah satu contoh perangkat yang dapat menghubungkan peralatan elektronik  dengan Website  Control adalah Raspberry Pi .  Selain  itu,  penambahan  sensor  akan  membuat peralatan elektronik dapat berjalan secara otomatis.
1.2 Raspberry Pi
Raspberry  Pi adalah  sebuah mini  computer yang berukuran  sebesar  kartu  kredit  yang  dibuat  di  Inggris
oleh Raspberry  Pi  Fondation [4-5]. Raspberry  Pi mampu  menjalankan  berbagai  aplikasi  dan software layaknya sebuah Personal Computer dengan kebutuhan daya  listrik  yang  cukup  kecil  yaitu  5 Volt . Mini  Com- puter ini  dibuat  dengan  tujuan  untuk  meningkatkan minat  anak  kecil  terhadap  programing  [1].  Gambar  1 adalah Raspberry Pi 3 Model B.
Gambar. 1.  Raspberry Pi 3 Model B [5]

## III. P ERANCANGAN
Sistem  dibangun  dalam  bentuk prototype atau purwarupa.  Menggunakan Raspberry  Pi 3  model  B sebagai pusat pengendali peralatan elektronik. Control Panel dibuat berbasis Website yang terintegrasi dengan jaringan  internet  melalui Hosting dan Domain. Akses Website melalui  proses authentication  user terlebih dahulu.  Pengendalian  perangkat  elektronik  yang dilakukan hanya sebatas On / Off. Perangkat elektronik yang diuji coba pada aplikasi ini adalah 5 buah lampu, 1  buah  motor brushless yang  berfungsi  sebagai  kipas angin, 1 buah motor servo untuk mengendalikan kunci pintu, dan 1 buah motor stepper untuk mengendalikan garasi rumah.

## 1.3 Diagram Blok
Dari Gambar 2, dapat dijelaskan bahwa untuk dapat mengendalikan Prototype  Smart  Home pertama-tama User harus mengakses Website terlebih dahulu melalui User Interface , baik menggunakan Laptop, Smartphone atau  yang  lainnya,  dengan  syarat User  Interface yang digunakan  dapat  terkoneksi  dengan  jaringan  internet. Setelah Website berhasil diakses User dapat melakukan perubahan  status ON dan OFF pada  Lampu  Kamar Tidur,  Lampu  Ruang  Tamu,  Lampu  Dapur,  Lampu Kamar Mandi, Lampu Teras, OPEN dan CLOSE pada Garasi, UNLOCK dan LOCK pada  Kunci  Pintu,  serta ON dan OFF pada  Kipas  Angin.  Perubahan  status  ini akan  menghasilkan  kode  berupa  angka  yang  berbeda- beda, yang kemudian kode tersebut akan disimpan pada database dan file status_control.txt yang berada di da- lam Website.
Agar Raspberry  Pi dapat  mengakses Website ketika program dijalankan, maka perlu adanya koneksi antara Raspberry Pi dengan Wifi Access . Wifi Access merupa- kan  suatu  perangkat  yang  digunakan  untuk  menghub- ungkan Raspberry  Pi dengan  jaringan  internet,
perangkat  tersebut  dapat  berupa Mobile  Wifi atau Hotspot Smartphone [6-7]. Apabila Raspberry Pi sudah berhasil mengakses Website , selanjutnya Raspberry Pi akan membaca dan memproses kode yang tersimpan di dalam file status_control.txt , kemudian akan diteruskan ke Relay 1 untuk mengendalikan Lampu Kamar Tidur, Relay 2 untuk mengendalikan Lampu Ruang Tamu, Re- lay 3 untuk mengendalikan Lampu Dapur, Relay 4 un- tuk mengendalikan Lampu Kamar Mandi, Relay 5 un- tuk mengendalikan Lampu Teras, Motor Stepper untuk mengendalikan  Garasi, Motor  Servo untuk  mengen- dalikan Kunci Pintu, dan Motor Brushless untuk men- gendalikan Kipas Angin [8-10].
Gambar. 2.  Diagram Blok

## IV. H ASIL P ENGUJIAN
Hasil  pengujian  rancang  bangun  prototype Smart Home menggunakan Raspberry  Pi melalui  berbagai cara.  Pengujian  akses  website  melalui  laptop  dan smartphone. Juga dilakukan pengujian setiap komponen dari prototype rancang bangun ini.
1.4 Pengujian Akses Website Melalui Laptop dan Smartphone .
Tujuan  dari  pengujian  ini  adalah  untuk  mengetahui apakah Website Smart Home dapat diakses melalui Lap- top , Smartphone dan  perangkat  komunikasi  lainnya. Hasil pengujian ditunjukkan pada Gambar 3-5.
Gambar. 3.  Pengujian Akses Website Melalui Laptop ASUS A45V
Gambar. 4.  Pengujian Akses Web Melalui Smarthphone Samsung Galaxy Young 2
Gambar. 5.  Pengujian Akses Website Melalui Handphone Nokia Asha 210
Berdasarkan  Pengujian  Akses Website yang  sudah dilakukan,  diperoleh  hasil Website  Smart  Home dapat diakses  melalui Laptop  ASUS  A45V,  Smartphone  An- droid Samsung Galaxy Young 2 , dan Handphone Nokia Asha 210 .

## 1.5 Pengujian Power Supply
Pengujian berikutnya adalah pengujian pada kompo- nen prototype yaitu pada bagian power supply yang di- tunjukkan pada Tabel 1.
T ABEL I H ASIL P ENGUJIAN P OWER S UPPLY Power  Sup- ply Untuk
IC Regula- tor Target (Volt) Hasil  Penguku- ran (Volt)
Rangkaian Switching Lampu LM7805 5 5,06 Rangkaian Motor DC LM7805 5 5,04 LM7812 12 11,78
Berdasarkan  hasil  pengujian  yang  sudah  dilakukan, setiap Power Supply pada penelitian ini mempunyai tol- eransi penyimpangan tegangan kurang dari 2% dari ba- tas 4%. Sehingga Power Supply tersebut diperbolehkan untuk digunakan.
1.6 Pengujian Rangkaian Switching Lampu
T ABEL II H ASIL P ENGUJIAN R ANGKAIAN S WITCHING L AMPU
Nama Otomasi
Status Con- trol Web- site
Pengujian Lampu Kondisi Tegangan (Volt) Lampu  Kamar Tidur ON Menyala 219 OFF Padam 0 Lampu Ruang Tamu ON Menyala 218 OFF Padam 0 Lampu Dapur ON Menyala 219 OFF Padam 0 Lampu  Kamar Mandi ON Menyala 219 OFF Padam 0 Lampu Teras ON Menyala 218 OFF Padam 0
Berdasarkan pengujian Rangkaian Switching Lampu yang  sudah  dilakukan,  diperoleh  hasil  seperti  Tabel  2 yaitu  ketika  Status Control Website ON maka  lampu menyala, sebaliknya ketika Status Control Website OFF maka lampu padam. Selain itu juga diketahui tegangan yang terukur ketika lampu menyala sebesar 218VAC – 219VAC,  sedangkan  tegangan  yang  terukur  ketika lampu padam sebesar 0VAC. Dari hasil pengujian ter- sebut  dapat  disimpulkan  bahwa  lampu  pada  masing- masing blok dapat bekerja dengan baik.

## 1.7 Pengujian Rangkaian Motor Stepper
T ABEL III
H ASIL P ENGUJIAN G ARASI
Status Control Website Kondisi  Gar- asi Tegangan Driver ULN2003A (Volt) OPEN Terbuka 4,42 CLOSE Tertutup 4,58
Berdasarkan  pengujian  Rangkaian Motor  Stepper yang sudah dilakukan, diperoleh hasil seperti ditunjuk- kan Tabel 3, yaitu ketika Status Control Website OPEN maka Garasi terbuka, sebaliknya ketika Status Control Website CLOSE maka  Garasi  tertutup.  Selain  itu  juga diketahui  tegangan  yang  terukur  pada Driver ULN2003A ketika Garasi terbuka sebesar 4,42 Volt, se- dangkan tegangan yang terukur pada Driver ULN2003A  ketika  Garasi  tertutup  sebesar  4,58  Volt.
Beban yang diangkat pada saat Garasi terbuka lebih be- rat  dibandingkan  saat  Garasi  tertutup,  sehingga  mem- buat rugi-rugi tegangan pada saat Garasi terbuka lebih besar daripada saat Garasi tertutup.

## 1.8 Pengujian Rangkaian Motor Servo
Berdasarkan pengujian Rangkaian Motor Servo yang sudah dilakukan, diperoleh  hasil seperti  Tabel 4, yaitu ketika  Status Control Website UNLOCK maka  poros pada Motor Servo berputar sebanyak 90° kearah kanan sehingga  membuat  Pintu  tidak  terkunci,  sebaliknya ketika Status Control Website LOCK maka poros pada Motor  Servo kembali  ke  posisi  0°  sehingga  membuat Pintu  terkunci.  Dari  hasil  pengujian  tersebut  dapat disimpulkan bahwa Motor Servo dapat bekerja dengan baik.
T ABEL IV H ASIL P ENGUJIAN KU NCI P INTU
Status Con-
trol Website Kondisi Pintu Posisi Poros Motor Servo
Pengukuran  Tegangan Mo- tor Servo (Volt) LOCK Terkunci 0⁰ 4,98 Volt UNLOCK Tidak Terkunci 90⁰ 4,97 Volt 1.9 Pengujian Rangkaian Motor Brushless (Fan)
T ABEL V H ASIL P ENGUJIAN K IPAS A NGIN Status Control Website Kondisi Kipas Angin Tegangan (Volt) ON
Berputar 11,74 Volt OFF Tidak Berputar 0 Volt
Berdasarkan  pengujian  Rangkaian Motor  Brushless yang  sudah  dilakukan,  diperoleh  hasil  seperti  Tabel  5, yaitu  ketika  Status Control Website ON maka Motor Brushless berputar,  sebaliknya  ketika  Status Control Website OFF maka Motor  Brushless tidak  berputar. Selain  itu  juga  diketahui  tegangan  yang  terukur  pada Motor Brushless ketika berputar sebesar 11,74 Volt , se- dangkan  tegangan  yang  terukur  pada Motor Brushless ketika  tidak  berputar  sebesar  0  Volt.  Dari  hasil  pen- gujian tersebut dapat disimpulkan bahwa Motor Brush- less dapat bekerja dengan baik.

## 1.10 Pengujian Jarak Kendali Prototype Smart Home
Pada  pengujian  ini  penulis  melakukan  pengujian  ja- rak  kendali  antar  kota, dimana Prototype Smart Home yang  berada  di  rumah  Penulis  di  kota  Demak  dapat
dikendalikan oleh teman dan kerabat penulis yang pada saat pengujian ini berada di luar dari kota penulis.
Berdasarkan  Pengujian  Jarak  Kendali Prototype Smart Home yang sudah dilakukan, diperoleh hasil sep- erti  table  6,  yaitu  bahwa  Lampu  Kamar  Tidur,  Lampu Ruang  Tamu,  Lampu  Dapur,  Lampu  Kamar  Mandi, Lampu  Teras,  Garasi,  Kunci  Pintu,  dan  Kipas  Angin dapat  dikendalikan  dengan  lancar  dari  luar  kota  atau tempat dimana teman dan kerabat penulis berada.
T ABEL VI H ASIL P ENGUJIAN J ARAK K ENDALI P ROTOTYPE S MART H IOME
Posisi Prototype
Smart Home Posisi User Hasil Pengendalian Demak Semarang Lancar Demak Kudus Lancar Demak Jepara Lancar Demak Surabaya Lancar Demak Jakarta Lancar

## V. K ESIMPULAN
Pada  penelitian  ini  telah  behasil  membuat  sebuah Prototype  Smart  Home dengan  konsep Internet  of Things (IoT) menggunakan Raspberry Pi berbasis Web. Website  Smart  Home dapat  diakses  melalui  berbagai perangkat komunikasi, dengan syarat perangkat komu- nikasi tersebut harus memiliki jaringan internet dan web browser.  Power  Supply yang  digunakan  pada Rangkaian Motor DC maupun pada Rangkaian Switch- ing Lampu mempunyai toleransi penyimpangan tegan- gan kurang dari 2% dari batas 4%, sehingga Power Sup- ply tersebut  diperbolehkan  untuk  digunakan.  Setelah dilakukan pengujian pada Rangkaian Switching Lampu, Rangkaian Motor Stepper , Rangkaian Motor Servo , dan Rangkaian Motor  Brushless ( Fan ),  diperoleh  hasil semuanya  dapat  bekerja  dengan  baik.  Berhasil  dil- akukannya pengujian jarak kendali antar kota terhadap Prototype Smart Home , dimana Prototype Smart Home yang  berada  di  kota  Demak  dapat  dikendalikan  oleh User yang  pada  saat  pengujian  berada  di  kota  Sema- rang,  Kudus,  Jepara,  Surabaya,  dan  Jakarta.  Dengan menerapkan konsep Internet of Things (IoT), Prototype Smart Home dapat dikendalikan dari jarak yang sangat jauh  melalui Website yang  sudah  terintegrasi  dengan jaringan internet. Penelitian selanjutnya adakah penam- bahan jadwal ON dan OFF secara otomatis pada lampu agar User tidak  perlu  lagi  melakukan  pengontrolan secara manual melalui Website . Selain itu juga penam- bahan kamera pada Prototype Smart Home akan sangat membatu User dalam  memantau  kondisi Prototype
Smart Home setiap saat. Juga akan ditambah pemasan- gan berbagai macam sensor untuk membuat Prototype Smart Home dapat berjalan secara otomatis.

## D AFTAR P USTAKA
[1] Christoper  Sidabutar,  Bob.  2016.  Sistem  Pen- gontrol Lampu Rumah Berbasis Raspberry Pi . Uni- versitas Widyatama.
[2] Erwinnanto, Yohan. 2016. Rancang Bangun Smart Home Automatic Control dengan Komunikasi Me- lalui Bluetooth HC-05 Berbasis Mikrokontroler Ar- duino dan Android . Universitas Semarang.
[3] Yudhanto, Yudha. 2007. Apa itu  IOT ( Internet Of Things ). Universitas Sebelas Maret.
[4] Kadir, Abdul. 2016. Dasar Raspberry Pi - Panduan
Praktis Untuk Mempelajari Pemrograman Perangkat  Keras  Menggunakan Raspberry  Pi Model B. Yogyakarta: Penerbit Andi.
[5] R.P.  Foundation, “Raspberry  Pi”,  Raspberry  Pi Foundation ( online ).
( https://www.raspberrypi.org/help/faqs/ diakses  12 Maret 2018).
[6] Miono.  2013.  Perancangan  Sistem  Informasi  dan Aplikasi Pengelolaan Barang Kios F-Three Dengan Teknologi  Berbasis Web  XAMPP .  Universitas Sebelas Maret.
[7] Saputro, Hendra W. 2007. Pengertian Website dan Unsur-unsurnya ( online ). ( https://balebengong.id/teknologi/pengertian- website-dan-unsur-unsurnya .  html  diakses  12 Maret 2018).
[8] Julianto,  Daniel.  2017.  Media  Pembelajaran Trainer Motor  DC, Brushless , Servo ,  dan Stepper Dengan Kendali Mikrokontroler Arduino Uno Pada Mata  Pelajaran  Teknik  Mikroprosesor  Di  SMK Negeri  2  Depok  Yogyakarta.  Universitas  Negeri Yogyakarta.
[9] Nanda  Prakasa,  Guntur.  2017.  Prototipe  Kunci Pintu  Menggunakan Motor  Stepper Berbasis Ar- duino Mega 2560 Dengan Perintah Suara Pada An- droid . Universitas Lampung.
[10] Pujiono, Aris. 2014. Pemasangan Motor DC Pada Sekuter  Dengan  Pengendali Pulse  Width  Modula- tion . Universitas Muhammadiyah Surakarta.