## RANCANG BANGUN SISTEM SMART ROOM

## DENGAN KOMBINASI SENSOR PHOTODIODA DAN
SENSOR PIR SEBAGAI UPAYA PENGHEMATAN ENERGI LISTRIK DAN MONITORING RUANGAN
Sumartono 1) , Khoeri 2)
1,2) Universitas Muhammadiyah Semarang e_mail : elektro.unimus.sumartono@gmail.com

## ABSTRAK
“Smart  Room”  atau  ruangan  yang  didesain  cerdas  sangat  diperlukan  diera  modern  ini Sebagai  monitoring  ruangan  dari  pencuri  dan  penghematan  energi  listrik.  Untuk  itu  Penulis berusaha merancang sistem Smart Room berbasis mikrokontroller ATMega 8535 dengan inputan sensor photodioda dan sensor gerak PIR (Passive Infrared) sebagai penghemat energi listrik dan monitoring  ruangan.  Pada  bagian  pintu  masuk  dipasang  dua  buah  sensor  photodioda  yang disinari dengan cahaya led fokus. Dua sensor photodioda ini yang akan mendeteksi adanya orang masuk  keluar  ruangan  dan  bisa  menghitung  berapa  jumlah  orang  yang  ada  di  dalam  ruangan. Apabila  terdeteksi  orang  masuk  ruangan  lewat  pintu  maka  mikrokontroller  akan  menghidupkan sistem  kelistrikan  ruangan,  sebaliknya  apabila  semua  orang  telah  keluar  ruangan  maka mikrokontroller akan mematikan sistem kelistrikan ruangan, sehingga akan menekan pemborosan listrik.  Untuk  monitoring  ruangan  dari  pencuri,  di  dalam  ruangan  dipasang  sensor  gerak  PIR yang akan on apabila sistem kelistrikan off. Apabila ruangan telah kosong, maka listrik akan off dan  sensor  PIR  sebagai  pengaman  akan  on,  sehingga  akan  mempu  mendeteksi  adanya  pencuri yang masuk ke dalam ruangan tanpa melewati pintu masuk.
Kata kunci : smart room , hemat energi listrik, monitoring ruangan.

## 1. PENDAHULUAN
Peralatan-peralatan  di  era  saat ini sebagian besar menggunakan energi listrik,  baik  di  kalangan  rumah  tangga sampai  pada  pabrik-pabrik  besar. Pertumbuhan konsumsi listrik pelanggan yang sedemikian cepat tidak diimbangi  dengan  kemampuan  PLN dalam menyediakan pembangkit listrik. Karena itulah masyarakat diminta untuk berhemat dalam penggunaan  listrik.  Sebagai  langkah
untuk  mengurangi  pemakaian  energi listrik di tingkat konsumen, pemerintah akhir-akhir ini
sering mengumandangkan hemat energi, khususnya  PLN  sebagai  pemasok energi  listrik  di  Indonesia.  (M.Toni Prasetyo dan Luqman Assaffat, 2010)
Kehidupan manusia yang semakin  berkembang  menghendaki kenyamanan  dan  keamanan  dalam setiap kegiatannya. Untuk memperoleh keamanan  diri  maupun  lingkungan
http://jurnal.unimus.ac.id
sekitar  mereka,  dibuat  alat  yang  bisa melihat  kondisi  keamanan  lingkungan disekitarnya  tanpa  harus  dipantau dalam  jarak  pandang  mata.  Sehingga setiap  kegiatan  dan  orang  yang  masuk ke  dalam  ruangan  tersebut  dapat diamati  dan  dipantau  secara  langsung. (Samsul Ma’arif, 2014).
Teknologi yang semakin canggih  ini  sangat  memungkinkan untuk  merancang  sebuah sistem  smart room sebagai  pengatur  konsumsi energi  listrik    dan  sebagai  alat monitoring  pada  sebuah  ruangan dengan  tujuan  untuk  penghematan energi  listrik  dan  keamanan  ruangan. Dengan  model  pengontrolan  otomasi berbasis mikrokontroller ATMega 8535  dan  dilengkapi  dengan  sensor gerak PIR ( Passive  Infrared Receiver ) yang mampu mendeteksi gerak manusia.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
Penghematan energi untuk
penerangan  dalam  suatu  ruangan  telah berhasil dilakukan
dengan menggunakan  Sensor  PIR  sistem berbasis  mikrokontroler  PIC  16f877a. Dengan  memaksimalkan  cahaya  dari luar  ruangan  serta  pengaturan  kondisi penyalaan lampu berdasarkan
keberadaan  orang  di  dalam  ruangan. Alat ini dikembangkan dengan menambah  kamera  untuk  mengirim gambar  bila  alat  mendeteksi  orang asing di ruangan tersebut. (Raja Patriot Lumban, 2013)
Penggunaan Mikrokontroller ATMega  8535  sebagai  alat  kontrol otomatis pernah dilakukan oleh Slamet Riyadi  dalam  perancangan  Sistem Pengendalian  Keamanan  Pintu  Rumah Berbasis SMS ( Short Message Service ).  Kecepatan  dan  ketepatan dalam  pengaksesan  sistem  pengendali ini sangat memadai dalam penghematan waktu dibandingkan dengan  sistem  pengendali  lainnya. (Riyadi dan Purnama, 2013).
Kombinasi mikro kontroller dengan  sensor  infrared  pada  Sistem Penginformasi  Keberadaan  Orang  Di
Dalam Ruang Tertutup Dengan Running Text Berbasis Mikrokontroller dan  Sensor  PIR  ( Passive  Infrared ), menjelaskan  bahwa    sensor  PIR KC7783R  dapat  digunakan  untuk mendeteksi  radiasi  inframerah  yang berasal  dari  tubuh  manusia  (Wildian dan Marnita Osna , 2013)

## 3. METODOLOGI PENELITIAN
Pembuatan rangkaian Panel
otomasi tersusun atas hardware maupun software . Hardware terdiri atas Alat dan bahan. Adapun perangkat lunak yang digunakan yaitu BASCOM AVR.  Dengan  inti  menggunakan sensor PIR sebagai pemonitor kemudian mikrokontroller
ATMega8535 memproses perintah yaitu  menyalakan  Kontaktor  magnet, dan  lampu  indikator  pada  box  panel, perancangannya dimulai dengan pembuatan hardware dan  kemudian perancangan  bahasa  program  yang dibagi menjadi beberapa bagian.

## A. Alat dan Bahan Penelitian
1) Power Supply
Tegangan input pada power  supply tegangan  220  Volt  AC,    kemudian tegangan input akan diolah trafo CT  3 Apere 12  Volt  menjadi  tegangan output 12 Volt AC. Keluaran dari trafo CT  masih  merupakan  tegangan  bolak balik maka dibutuhkan dioda  bridge 2 Ampere sebagai penyearah arus.
Frekuensi  tegangan output  dioda bridge masih  belum  setabil,  sehingga diperlukan kapasitor 220µF  sebagai filter.  Tegangan  yang  sudah  setabil kemudian  diregulasi  menggunakan IC7805  sehingga  menghasilkan output
5  Volt  DC.  Sehingga  dari output
IC7805  akan  dihubungkan  ke ground yang sebelumnya akan ditahan menggunakan resistor 220  Ohm, sebagian  lagi  tegangan  akan  difilter ulang menggunakan kapasitor 220 µF 35 Volt sehingga menghasilkan tegangan  DC  5  Volt  murni  siap  pakai untuk digunakan dalam rangkaian.
2) Perangkat Mikrokontroller
Mikrokontroller  digunakan  sebagai pusat  pengontrolan  otomatis  pada penelitian ini yang kemudian dikombinasikan dengan kontaktor magnet  dan  MCB  pada  box  panel, serangkaian  perangkat  ini  meliputi  IC Mikrokontroller ATMega8535, dowloader sistem,  transistor,  resistor,
relay ,  lampu  led,  sensor  PIR  dan Photodioda.
3) Panel Listrik
Panel  listrik  terdiri  dari  panel  box, kontaktor  magnet  ,  MCB  dan  sistem otomasi  oleh  serangkaian  komponen elektronika  mikrokontroller.  Tegangan 220 Volt dari saklar TPDT dihubungkan  ke  kontaktor  magnet yang  dikontrol  otomatis  oleh  mikro kontroller,  kemudian  dihubungkan  ke MCB  sebagai  pengaman  beban  lebih yang  selanjutnya  disalurkan  ke  beban listrik.

## B. Pembuatan Perangkat Kontrol
Sistem Smart  room dirancang untuk  mengatur  pemakaian  energi listrik  di  dalam  sebuah  ruangan  yang dilengkapi  dengan  pengaman  berupa alarm  apabila  ada  pencuri  di  dalam ruangan  tersebut.  Dua  buah  sensor Photodioda  yang  terpasang  di  pintu sebagai  pendeteksi  adanya  orang masuk dan keluar ruangan, sensor PIR ( passive infrared receiver ) yang terpasang  di  dalam  ruangan  berfungsi sebagai  input  sensor  gerakan  manusia di  dalam  ruangan,  apabila  ada  orang masuk  ruang  melewati  pintu  maka sistem  kelistrikan  akan on ,  apabila orang keluar dan sudah tidak ada orang di  dalam  ruangan,  maka  sistem kelistrikan  akan off secara  otomatis, dan  apabila  ada  orang  masuk  ruangan bukan lewat pintu maka akan dideteksi pencuri dan alarm berbunyi.

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Sistem Kerja Smart Room
Bagian  input  pada  sistem smart room adalah  sensor  PIR,  tombol  reset dan  Photodiode.  Sensor  PIR  berfungsi untuk  mendeteksi  adanya  maling  yang masuk  ke  dalam  ruangan  bukan  lewat pintu.  Tombol push  bottom  reset
berfungsi untuk merestart sistem mikrokontroller.  Sedangkan  dua  buah sensor  photodiode  berfungsi  untuk mendeteksi adanya orang masuk ruangan  dan  orang  keluar  ruangan, apabila  ada  orang  melewati  pintu ruangan yang telah terpasang dua buah sensor  photodioda  maka  sensor  akan memberi masukan kepada mikrokontroller,  jika  photodiode  1 yang  lebih  dulu  mendeteksi  gerakan, maka dianggap orang masuk, sebaliknya  jika  photodioda  2  yang lebih  dulu  mendeteksi  gerakan,  maka dianggap orang keluar.
Ketika  terdeteksi  orang  masuk melewati  pintu  oleh  photodioda,  yaitu dengan  terpotongnya  pancaran  cahaya led  focus terhadap  photodioda  oleh orang  yang  melawati  pintu  dengan pola 1 – 2, artinya photodioda 1 dahulu yang  mendeteksi  adanya  orang  lewat, maka mikrokontroller
akan
menghidupkan sistem kelistrikan ruangan  dan  mematikan  sensor  PIR sebagai pendeteksi maling. selanjutnya apabila  orang  yang  ada  di  dalam ruangan  sudah  keluar  semua  maka sistem  kelistrikan  akan  off  secara otomatis.
Sistem smart  room ini  selain sebagai  pengatur  pemanfaatan  energi
http://jurnal.unimus.ac.id
listrik di dalam ruangan juga dilengkapi  dengan  alarm  pengaman dari pencuri.
Gambar 4. Diagram Alur I/O
Mikrokontroller

## B. Data Penelitian Sensor PIR
Pada smart  room ini  kami menggunakan sensor PIR. Data penelitian kami fokus pada sensor PIR dengan  variabel  jarak  dan  sudut jangkauan  sensor  PIR  terhadap  objek. Adapun  sudut  jangkauan  sensor  PIR menjangkau  sudut Horizontal dan Vertikal . Berikut data jangkauan sensor PIR.
C. Rangkaian Power Supply
Data pengukuran tegangan menunjukkan  bahwa  keluaran  tegangan listrik  setelah  melewati  dioda  bridge adalah  12,4  Volt  DC,  kemudian  difilter dengan  menggunakan capasitor 220µf maka  volt  meter  menunjukkan  angka 12Volt DC, kemudian setelah diregulasikan  dengan  IC  regulator  7805
dan  difilter  kembali  dengan  capasitor 220µf  maka  volt  meter  menunjukkan angka 5 Volt DC.
Tabel 1. Data Jangkauan sensor PIR Berdasarkan sudut No Sudut  Tegangan    Keterangan 1 0 0 - 0 2 10 0 - 0 3 20 0 - 0 4 30 0 4,82 1 5 40 0 4,82 1 6 50 0 4,82 1 7 60 0 4,84 1 8 70 0 4,84 1 9 80 0 4,84 1 10 90 0 4,84 1 11 100 0 4,85 1 12 110 0 4,83 1 13 1200  4,84 1 14 1300  4,83 1 15 1400  4,84 1 16 1500  4,82 1 17 1600  - 0 18 1700  - 0 19 1800  - 0
Tabel 2. Data Penelitian Sensor PIR Berdasarkan Jarak No   Jarak (M)     Tegangan    Keterangan 1 0,5 4,82 1 2 1 4,82 1 3 1,5 4,82 1 4 2 4,8 1 5 2,5 4,8 1 6 3 4,8 1 7 3,5 3,83 1 8 4 4,83 1 9 4,5 4,81 1 10 5 4,79 1 11 5,5 4,67 1 D. Rangkaian Mikrokontroller dan Display
http://jurnal.unimus.ac.id
Pengujian rangkaian mikrokontroller dilakukan dengan memberi tegangan 5V DC pada vcc dan grounding
mikrokontroller
ATMega8535,  LCD  yang  menyala menunjukkan  rangkaian  dan  komponen terpasang  dengan  benar  dan  tidak  ada komponen yang rusak. .

## E. Rangkaian sensor pintu (photodioda)
Pengujian  rangkaian  sensor  pintu (photodioda) dilakukan dengan memberi  input  tegangan  5V  DC  pada rangkaian,  lampu  led  yang  menyala menunjukkan sistem terpasang dengan baik.  Pengecekan  sensor  photodioda dilakukan  dengan  memotong  cahaya yang masuk pada sensor dan mengukur  tegangan  output  sensor dengan  volt  meter.  Tegangan  output yang  keluar  dari  sensor  adalah  3,95  V DC  yang  ditunjukkan  oleh  volt  meter yang  dipasang  sebagai  alat  ukur tegangan listrik DC.

## F. Rangkaian driver
Pengujian rangkaian driver dilakukan dengan memberi input 5V DC pada rangkaian driver, setelah terdengan suara  kontak relay yang  berpindah  dari NO  ke  NC  dan  sebaliknya,  maka terbukti bahwa rangkaian driver
berfungsi dengan baik dan siap digunakan  sebagai interface dari  listrik DC ke AC.

## 4 . PENUTUP

## A. Kesimpulan
1. Smart room terbukti berhasil menghemat  energi  listrik  di  dalam ruangan  yaitu  dengan  mematikan secara otomatis saat tidak dibutuhkan dan menghidupkan secara otomatis saat dibutuhkan.
2. Selain  itu  sistem  pengamanan  yang merupakan bagian dari smart room , juga terbukti berhasil mengidentifikasi  maling  ketika  ada orang  terdeteksi  di  dalam  ruangan yang tidak melewati pintu masuk.

## B. Saran
1. Sistem smart  room ini  masih terdapat keterbatasan untuk mengatur  pemanfaatan  energi  listrik dalam sebuah ruangan, karena sistem ini hanya memakai sensor photodioda dan sensor PIR.
Sehingga disarankan untuk
menambah  alat  pendeteksi  atau sensor lain.
2. Sistem smart  room ini  belum mampu  mendeteksi  jumlah  orang dengan baik apabila masuk ruangan
secara  bersamaan,  sehingga  perlu dikembangkan  lagi  lebih  baik  dan dengan ditambah piranti atau sensor yang lainnya.

## DAFTAR PUSTAKA
Bejo, Agus, 2007 “ Rahasia
Kemudahan  Bahasa  C  Dalam Mikrokontroller  ATMega  8535 ”.
Graha Ilmu, Yogyakarta.
Budiharto,  Widodo;  Firmansyah  Sigit,
2005,  “ Elektronika  Digital  dan
Microprocessor ”,
Andi, Yogyakarta.
Ma’arif  Samsul,  2014  “ Monitoring Pengaman Bangunan Menggunakan Sensor Gerrak Berbasis Mikrokontroller ATMega8535”. Semarang.
M. Ary Heryanto, 2009, “ Belajar Sendiri MIKROKONTROLLER  AT90S2313 dengan  BASIC  Compiler ”.  Andi,
Yogyakarta.
Prasetyo  M.  Toni,  Assaffat  Luqman,
2010. Efektifitas Pemasangan Kapasitor Sebagai Metode Alternatif Penghemat Energi Listrik .
Semarang.
Prima, Berri, Perancangan Sistem
Keamanan  Rumah  Menggunakan
Sensor  PIR  (Passive  Infra  Red) Berbasis Mikrokontroller .
Raja, Patriot Lumban, 2013, Perancangan Aplikasi Sistem Otomatisasi  Lampu  Menggunakan Sensor Gerak Berbasis Mikrokontroller Pic 16f877a .
Riyadi, Slamet; Purnama, Bambang Eka, 2013, Sistem  Pengendali  Keamanan Pintu  Rumah  Berbasis  Sms  (Short
Message Service) Menggunakan
Mikrokontroller ATMega8535 .
Suryo  Heri,  Solichan  Achmad,  2015.
Microcontroller Atmega8535 Sebagai Basis  Pengendali  Kecepatan  Motor Induksi  Satu  Fasa .  Media  Elektrika vol. 8 (1).
Widodo  Thomas  Sri,  2002. Elektronika Dasar . Salemba Teknika, Jakarta Wildian,  Marnita  Osna,  2013, Sistem Penginformasi Keberadaan Orang Di Dalam  Ruangan  Tertutup  Dengan
Running Teks Berbasis
Mikrokontroller  dan  Sensor  PIR (Passive Infra Red) .
Hannan,  Arief,  2012, Perancangan  Sistem Pemanggil
Perawat
Berbasis Mikrokontroller Atmega16 .