## SISTEM KENDALI LAMPU RUMAH MENGGUNAKAN SMARTPHONE ANDROID
Agus Mulyanto 1) , Yeni Agus Nurhuda 2) , Imam Khoirurosid 3)
1), 3) Informatika, Universitas Teknokrat Indonesia
2) Sistem Informasi, Universitas Teknokrat Indonesia Jl. H.ZA Pagaralam, No 9-11, Labuhanratu,Bandarlampung Email : agus.mulyanto@teknokrat.ac.id 1),  agus.nurhuda@teknokrat.ac.id 2), imam_electra@yahoo.com 3)

## Abstrak
Pemanfaatan  energi  listrik  dewasa  ini  kurang  efektif khususnya dalam hal  penerangan penggunaan lampu di dalam  ruangan,  dimana  sering  kali  dijumpai  keadaan energi  listrik  yang  dipakai  untuk  menerangi  ruangan terbuang  secara  percuma  karena  kelalaian  pemakai yang  lupa  untuk  memadamkan  kembali  lampu  ruangan apabila  sudah  tidak  diperlukan  lagi.  Maka  pada penelitian  ini  di  buat  sebuah  prototype  Sistem  Kendali Lampu  Ruangan  yang  dapat  dikendalikan  melalui Smartphone  Android  dengan  menggunakan  media komunikasi  Bluetooth  HC-05,  dan  mikrokontroler Arduino  Uno  R3  serta  sensor  LDR.  Tujuan  penelelitian ini  adalah  supaya  pemakaian  energi  listrik  ini dimanfaatkan  secara  tepat  dan  efisien  dengan  adanya sistem  timer  dan  sistem  pemberitahuan  jika  kondisi lampu    dalam  kondisi  hidup  dengan  melakukan beberapa  pengaturan.    Sistem  dapat  mengendalikan lampu  ruangan  pada  jarak  9-17  meter  dengan  kondisi ruangan  yang  bersekat-sekat    maupun  rumah  2  lantai, dan  jika  dikendalikan  dari  luar  rumah  maka  jarak jangkaunya  mencapai  30-60  meter.  Jarak  jangkau pengendalian di pengaruhi oleh kualitas Bluetooth  yang dimiliki  smartphone.  Pengujian  dengan  menggunakan smartphone  Cross A88, Smartfren C2, dan Lenovo, dan hasilnya  menunjukkan  bahwa  Bluetooth    smartphone Smartfren C2 memiliki jangkauan yang paling jauh yaitu 20 meter untuk dalam ruang tertutup, dan 62 meter dari raungan terbuka atau dari luar rumah .
Kata  kunci: kendali  lampu,  bluetooth  HC-05,  arduino uno R3, LDR, smartphone android.

## 1. Pendahuluan
Energi  listrik  merupakan  kebutuhan  primer  bagi masyarakat. Sumber energi listrik diciptakan berasal dari beberapa  sumber  energi  lain  diantaranya  tenaga  air, tenaga  uap,  tenaga  nuklir,  dan  menggunakan  tenaga bahan  bakar  minyak.  Pemakaian  energi  listrik  yang berlebihan  akan  mengakibatkan  kelangkaan  listrik, khususnya  untuk  energi  listrik  yang  menggunakan tenaga  bahan  bakar  minyak.  Secara  tidak  lansung  akan habis  karena  bahan  bakar  minyak  merupakan  sumber daya  alam  yang  tidak  dapat  diperbaharui,  ancaman pemadaman  listrik secara  bergiliran  sering  sekali  terjadi Maka  dari  itu,  energi  listrik  harus  dapat  dimanfaatkan
secara  optimal  karena  negara  kita  sedang  mengalami krisis energi listrik.
Pemanfaatan  energi  listrik  dewasa  ini  kurang efektif  pasalnya  banyak  peralatan  elektronik  yang mengkonsumsi  listrik  secara  berlebihan.  Hal  tersebut disebabkan karena para pengguna alat elektronik kurang sadar akan pentingnya energi  listrik. Hampir  semua alat elektronik  menggunakan  listrik  untuk  dapat  bekerja. Salah  satu  peralatan  elektronik  yang  mengkonsumsi energi listrik adalah lampu. Lampu merupakan suatu alat yang  dapat  menghasilkan  cahaya  sehingga  dapat menerangi  ruangan  atau  lingkungan  sekitar  dimana lampu  tersebut  berada.  Lampu  sangat  dibutuhkan masyarakat  khususnya  dimalam  hari  atau  didalam ruangan  gelap.  Namun,  keadaan  yang  umumnya  terjadi adalah  ketika  orang  menggunakan  energi  listrik  dimana sering  kita  jumpai  energi  listrik  yang  dipakai  untuk menyalakan  lampu  terbuang  percuma  karena  kelalaian pemakai  yang  lupa  untuk  memadamkan  lampu  tersebut masih tetap menyala walaupun tidak dipakai.
Kejadian  seperti  diatas  dapat  diatasi  atau setidaknya diminimalisasi dengan teknologi Smartphone yang  dapat  menggantikan  peran  saklar  manual[1]. Smartphone dengan  sistem  operasi  Android semakin banyak  tersedia  di  pasaran  dengan  harga  yang  semakin terjangkau. Sistem operasi  Android sendiri bersifat open source yang dapat dimodifikasi sesuai dengan keperluan[1].  Dengan  memanfaatkan  perangkat  keras yang  sudah  terdapat  di Smartphone Android berupa pengaturan bluetooth dapat  dibuat  aplikasi  berdasarkan fungsi  tersebut  [1].  Selain  itu  dalam  proses  pembuatan aplikasi  tentunya  tidak  berbayar  dan  dapat  dilakukan dengan  bebas  atau open  source dan  memiliki  tampilan aplikasi  yang  bisa  dimengerti  pemakaiannya  oleh pengguna.
Pemantauan  dan  pengendalian  lampu  dibutuhkan terutama pada  lingkungan  yang  luas  seperti  lampu  yang berada  di  pekarangan  luar,  tempat-tempat  yang  jarang dilalui  sering  tidak  terpantau  sehingga  hal  ini  dapat menimbulkan beberapa kerugian, seperti biaya kebutuhan  listrik,  apabila  lampu  ini  dapat  terkontrol maka  biaya  dapat  ditekan,  kemudian  kerugian  lainnya adalah  tidak  terpantaunya  kondisi  lampu  apakah  masih menyala atau tidak.
Untuk  memudahkan  pengguna  dalam  memangkas pemborosan energi listrik tersebut, maka pada penelitian ini  dibangun  sebuah prototype sistem  pengendali  lampu
ruangan  menggunakan smartphone  Android dengan menggunakan  media bluetooth sebagai  alat  pengendali dan memantau penggunaan energi listrik.

## a. Arduino Uno R3
Arduino  adalah  kit  elektronik  atau  papan rangkaian  elektronik open  source yang  di  dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler  dengan  jenis  AVR  dari  perusahaan Atmel  yaitu menggunakan  Atmega8,  Atmega168,  dan Atmega328  [2][3].  Arduino  dapat digunakan  untuk mengembangkan  objek  interaktif,  mengambil  masukan dari  berbagai switch atau  sensor,  dan  mengendalikan berbagai lampu, motor, dan output fisik lainnya[2]. Pada penelitian ini digunakan Arduino dengan chip mikrokontroler  Atmega  328  sebagai  pusat  pengendali dan pengatur kerja untuk mengendalikan lampu. Bahasa pemrograman  Arduino  menggunakan  bahasa  C  yang merupakan  implementasi  dari Wiring ,  sebuah platform komputasi yang didasarkan pada pemrograman pengolahan multimedia[3].
Gambar. 3. Bentuk Fisik Arduino
b. Modul Bluetooth HC-05
HC-05  merupakan  modul bluetooth kelas  2 berbasis Bluetron BTR310  yang  memiliki  jangkauan sinyal hingga 10m. Modul ini berfungsi sebagai initiator ( device yang memulai koneksi) maupun acceptor ( device yang menerima koneksi). Catu daya modul sebesar 3,3 - 5  VDC. AT  Command digunakan  sebagai  protokol komunikasi  dengan host (mikrokontroler  /  PC)  dan sebagai  pemberi  instruksi  setting  modul bluetooth . Modul  ini  dapat  diaplikasikan  dalam  sistem  transmisi data nirkabel.
Gambar.4. Modul Bluetooth HC-05
c. LDR (Light Dependent Resistor ) LDR  merupakan  suatu  sensor  yang  apabila terkena  cahaya  maka  tahanannya  akan  berubah[4]. Biasanya LDR dibuat berdasarkan kenyataan bahwa film cadmium  sulfide  mempunyai  tahanan  yang  besar  kalau tidak  terkena  cahaya  dan  tahanannya  akan  menurun kalau permukaan film itu terkena cahaya.
Gambar.5. LDR ( Light Dependent Resistor )
LDR adalah komponen elektronika yang resistansinya akan menurun jika ada perubahan intensitas cahaya  yang  mengenainya.  Jadi  intensitas  cahaya berbanding  lurus  dengan  tegangan      dan    berbanding terbalik dengan tahanan LDR[8]. Fotoresistor dibuat dari semikonduktor  beresistansi  tinggi.  Jika  cahaya/foton dengan  frekuensi  yang  cukup  tinggi  diserap  oleh semikonduktor  menyebabkan  elektron  dengan  energi yang  cukup  untuk  meloncat  kepita  konduksi.  Elektron bebas yang dihasilkan akan mengalirkan listrik, sehingga menurunkan resistansinya.
Besar
tahanan
LDR/fotoresistor dalam kegelapan mencapai jutaan Ohm dan  turun  sampai  beberapa  ratus  Ohm  dalam  keadaan terang. LDR dapat digunakan dalam suatu jaringan kerja pembagi  potensial  yang  menyebabkan  terjadinya perubahan tegangan kalau sinar yang datang berubah .

## d. RTC (real time clock)
RTC  adalah  sebuah  jam  elektronik  berupa  chip yang dapat menghitung waktu maupun tanggal dan tahun dengan  akurat[7].  RTC  dapat  digunakan  sebagai timer untuk  pengendalian  lampu  menyala (on  ) atau padam (off) [8].  Chip  RTC  juga  dapat  kita  jumpai  pada komputer  jenis  desktop  maupun  jinjing  (laptop)  maka dari  itu  komputer  kita  dapat  tepat  dalam  penghitungan waktu  karena  mempunyai  osilator  crystal  walau komputer kita dalam keadaan mati (off) sekalipun. Salah satu chip yang terkenal dan mulai dikenal dengan shield RTC  arduino  merupakan  jenis  chip  DS1307  dengan memakai  osilator  crystal  32,768  KHz.  Dibawah  ini merupakan kaki IC DS1307:
Gambar.6. Pin Out DS1307
.

## 2. Pembahasan

## 2.1. Perancangan Sistem
Metodologi  yang  digunakan  dalam  pengembangan sistem  kendali  lampu  dengan  smartphone    ini    meliputi studi   literatur,  pengumpulan data,  analisis  kebutuhan baik  kebutuhan  perangkat  keras  dan perangkat  lunak, perancangan    sistem,    implementasi    sistem,    pengujian sistem,    hasil,    dan    pengambilan    kesimpulan    serta diskusi    mengenai    perbaikan    atau    saran    yang    dapat diambil untuk pengembangan aplikasi.
Sistem terdiri dari dua bagian besar, yaitu sebuah aplikasi  perangkat  lunak  yang  akan  digunakan  untuk sistem pengontrolan berbasis android dan sebuah sistem perangkat  keras  yang  berperan  dalam  sisi  mekanisme sistem.  Aplikasi  perangkat  lunak  dibuat  dengan menggunakan Tools editor eclipse yang  memungkinkan user untuk  dapat  mengakses  tombol-tombol  yang digunakan untuk mengendalikan, menyalakan, mematikan atau mengatur timer perangkat listrik berupa lampu  dari smartphone yang  memiliki  sistem  operasi android . Sistem perangkat keras menggunakan beberapa komponen penting yaitu arduino, bluetooth , relay , RTC, LDR  dan  sebuah smartphone  android .  Berikut  ini Gambar  diagram  blok  prinsip  kerja  sistem  secara  garis besar yang terdapat pada Gambar 7.
Gambar.7. Diagram Blok Sistem.

## A. Modul Bloetooth HC-05
Rangkaian  modul bluetooth ini  difungsikan sebagai port serial yang dihubungkan ke arduino, dalam penelitian  ini  modul bluetooth ini  berfungsi  sebagai transreceiver dari smartphone android.  Pada  modul Bluetooth HC-05  hanya  2  pin  pada port D  yang dihubungkan  ke  arduino  yaitu  D0  (TX)  dan  D1  (RX). Berikut ini Gambar penggunaan pin HC-05.
HC-05 UART_TXD
UART_RXD NC NC NC NC NC NC NC NC NC NC NC NC NC NC NC NC NC NC NC KEY LED GND N C N C N C N C N C N C N C G N D RESET 3.3V GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 Pin D0 Pin D1 Gambar.8. Rangkaian Modul Bluetooth
B. Arduino Uno R3 .
Dalam  perancangan  alat  ini  arduino  berfungsi sebagai  kontrol  utama  pengendalian  pin-pin  yang digunakan dapat dilihat dalam Gambar 9.
Gambar.10. Rangkaian Arduino Uno R3

## C. Driver Relay
Driver  relay  ini  digunakan  untuk  memutus  dan menghubungkan  supply  listrik  ke  lampu.  Rangkaian driver  ini  dirancang  menggunakan  transistor  BD139 yang difungsikan sebagai saklar yang akan di kontrol dari  arduino[9].  Bila  sinyal  ini  berlogika  tinggi  (5 volt)  lampu  ruangan  yang  dikontrol  akan  terhubung dengan  tegangan  AC,  dan  apabila  sinyal  berlogika rendah (0 volt) lampu yang dikontrol terputus dengan tegangan AC.

## D. Sensor LDR
LDR (Light  Dependent  Resistor) berfungsi  untuk mrngetahui  kondisi  lampu  apakah  lampu  menyala, padam  atau  rusak.  Pada  rangkaian  ini  LDR  akan mendeteksi cahaya lampu, jika lampu menyala maka hambatan LDR akan menurun hingga kurang dari 10 KΩ  sesuai  dengan  intensitas  efektif  dari  berkas cahaya  yang  diterima  bisa  kurang  dari  1  KΩ  pada intensitas  cahaya  sangat  terang.  Kondisi  tersebut akan dimanfaatkan sebagai feedback ke arduino
Gambar. 12. Rangkaian Feedback LDR
E. Sistem Pewaktuan RTC ( Real Time Clock )
RTC  adalah  pewaktu  digital  yang  dapat  menghitung time maupun date dengan  akurat. RTC  pada  sistem ini  menggunakan  chip  DS1307  dengan  memakai osilator  crystal  32,768  KHz.  RTC  digunakan  untuk timer  yaitu  kapan  lampu  akan  menyala  dan  padam berdasarkan  waktu  yang  telah  diseting.  Sistem pewaktuan  yang  dirancang  ini  seperti  terlihat  pada Gambar 13.
Gambar.13. Rangkaian Pewaktuan

## F. LCD
Pada sistem  ini  LCD digunakan untuk  menampilkan waktu, tanggal dan tahun yang akan digunakan untuk menseting timer.
Gambar 14. Rangkaian LCD

## 2.2. Pengujian Aplikasi
Berikut  hasil  implementasi  perancangan  aplikasi kendali lampu yang dibuat pada platform Android. Total ada  tiga  fitur  yang  tersedia  dalam  aplikasi  ini  yaitu setting bluetooth ,  kontrol  manual,  dan  timer.    Sebelum masuk  ke layout kontrol  manual  dan timer,  user harus mengaktifkan  perangkat bluetooth. berikut  Tampilan koneksi bluetooth terlihat  seperti  pada  Gambar  15 berikut.

## __
Gambar. 15 Tampilan Koneksi Bluetooth
Tampilan  layout  kontrol  manual  terlihat  seperti  pada Gambar  16.  Dalam layout kontrol  manual  ini  tersedia beberapa button yang  berfungsi  untuk  menyalakan  dan memadamkan  lampu. User dapat  mengetahui  status terbaru lampu melalui menu ini. Sebelum menggunakan kontrol  manual, user harus  melakukan  koneksi  dengan device Bluetooth  HC-05  dengan  menekan  tombol connect.
Gambar. 16. Tampilan layout Kontrol Manual
Tampilan  layout  Timer  dapat  terlihat  pada  Gambar  16. Pada layuot ini user dapat  mengatur  timer, user bisa memilih  lampu  mana  yang  akan  diatur.    Timer  dapat diatur  untuk  kondisi  menyala  saja  maupun  padam  saja, timer  juga  dapat  mengatur  kondisi  semua  lampu  secara bersamaan  atau    individu  tanpa  interferensi  pengaruh terhadap kondisi lampu yang lain.
Gambar. 16. Tampilan layout Timer

## 2.3. Pengujian Perangkat Keras
Pengujian  jarak  komunikasi  bluetooth    yang  penulis uji  terdapat  tiga  vendor  diantaranya  Cross,  Advan, Smartfren.  Dari  ketiga  vendor  tersebut  dilakukan    uji jarak  komunikasi  bluetooth  di  ruangan  terbuka  maupun ruangan  tertutup.  Panjangnya  jarak  komunikasi  tersebut dapat dilihat dalam tabel 1 dan table 2 dibawah ini.
Tabel 1 Hasil Pengujian Jarak Komunikasi Bluetooth di dalam Ruangan
Vendor Jarak (m) Lampu Komunikasi
Cross A88
1 Hidup
Berhasil 10 Hidup Berhasil 5 Hidup Berhasil 7 Hidup Berhasil
9 Hidup Berhasil 31 Hidup Berhasil 32 Padam Gagal Lenuvo 1 Hidup Berhasil 10 Hidup Berhasil 20 Hidup Berhasil 30 Hidup Berhasil 35 Hidup Berhasil 49 Hidup Berhasil 50 Padam Gagal Smartfren C2 1
Hidup Berhasil 10 Hidup Berhasil 20 Hidup Berhasil 30 Hidup Berhasil 40 Hidup Berhasil 62 Hidup Berhasil 63 Padam Gagal Tabel 2 Hasil Pengujian Jarak Komunikasi Bluetooth Pada Ruangan Terbuka (Line  of Sight) Vendor Jarak (m) Lampu
Komunikasi
Cross A88 1 Hidup
Berhasil 3 Hidup Berhasil 5 Hidup Berhasil 7 Hidup Berhasil 9 Hidup Berhasil
10
Padam Gagal Lenuvo 1 Hidup
Berhasil
5 Hidup Berhasil 7 Hidup Berhasil 9 Hidup Berhasil 11 Hidup Berhasil 13 Hidup Berhasil
14 Padam Gagal Smartfren C2 1 Hidup Berhasil 5
Hidup Berhasil 10 Hidup Berhasil 13 Hidup Berhasil 15 Hidup Berhasil 17 Hidup Berhasil
Padam Gagal

## 3. Kesimpulan
Sistem kendali lampu yang dibuat ini dapat mengendalikan  lampu  ruangan  pada  jarak  9-17  meter dengan  kondisi  ruangan  yang  bersekat-sekat    maupun rumah  2  lantai,  dan  jika  dikendalikan  dari  luar  rumah maka  jarak  jangkaunya  mencapai  30-60  meter.  Jarak jangkau  pengendalian  di  pengaruhi  oleh  kualitas Bluetooth   yang dimiliki  smartphone. Pengujian  dengan menggunakan smartphone Cross A88, Smartfren C2, dan Lenovo,  dan  hasilnya  menunjukkan  bahwa  Bluetooth smartphone  Smartfren  C2  memiliki  jangkauan  yang paling  jauh  yaitu  20  meter  untuk  dalam  ruang  tertutup, dan 62 meter dari raungan terbuka atau dari luar rumah.

## Daftar Pustaka
[1] Masinambow  V.,  “Pengendalian  Saklar  Listrik Melalui  Ponsel  Pintar  Android”, E-journal  Teknik Elektro dan  Komputer, 2301-8402, 2014
[2] Kadir  A.,  “Panduan  Praktis  Mempelajari  Aplikasi
Mikrokontroler dan
Pemrogramannya Menggunakan Arduino”, Andi, Yogyakarta, 2013.
[3] McRoberts, Michael, 2010,   “ Beginning Arduino” , Apress, New York.
[4] Aziz,  M.A.,  Kontrol  Lampu  Pada  Gedung Bertingkat  Berbasis  Personal  Computer  (PC), Jurnal Neutrino, 1 (2), 142-152. 2009.
[5] Hermawan  D.F.,  “Penggunaan  Teknologi  Java Pada  Sistem  Pengendali  Peralatan  Elektronik Melalui Bluetooth”, Jurnal Teknik Elektro, 2007.
[6] Winarno    E.,  dan  Zaki  A.,    “Membuat  Sendiri Aplikasi  Android  Untuk  Pemula ”, PT  Elekmedia
Computindo, Jakarta, 2011.
[7] Puspadini,  Ratih  T.,dan  Bahriun  A.,  “Perancangan Sistem  Kontrol  Penerangan,  Pendingin  Ruangan, Dan Telepon Otomatis Terjadwal Berbasis Mikrokontroler”,    Singuda  Ensikom  Vol.4  No.  2  , November 2014.
[8] Sawidin  S.,  Engelin  Melo  O.,  dan  Marsela  T., “Monitoring  Kontrol  Greenhouse  untuk  Budidaya Tanaman  Bunga  Krisan    dengan    LabView”,  J NTETI , Vol.  4, No. 4,  November 2015.
[9] Supriono,  Seno  D.  Panjaitan,  “Manajemen  Daya Listrik  dengan  Sistem Automatic  Transfer  and Synchronization  Switch berbasis  PLC”,  JNTETI, Vol. 4, No. 3, Agustus 2015.