http://ejournal.unp.ac.id/index.php/jtev/index
Volume 06  Number 02 2020 ISSN: 2302-3309
Received August 13, 2020; Revised August 17, 2020; Accepted 23 August, 2020
Rancang Bangun Sistem Kendali Smart Home Berbasis Programmable Logic Controller
Hannifannisa 1 , Hastuti 2 12 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Padang *Corresponding author, e-mail: hannifannisa1@gmail.com

## Abstrak
Smart  Home (Rumah  Cerdas)  dapat  mengubah  kehidupan  kita  seakan  menjadi  lebih  cerdas  karena menjadi symbol dimana pemiliki dapat bekerja secara otomatis. Dengan menggunakan Programmable Logic Controller (PLC) beban dirumah dapat dikendalikan. PLC yang digunakan adalah PLC Outseal Shield V.3 . Beban yang terpasang terdiri atas: lampu dan pagar. alat elektronik yang dikendalikan oleh PLC  ini  lebih  hemat  daya  listrik,  hemat  biaya,  nyaman,  aman  dan  mudah  pengaturannya.  PLC  ini menggunakan  ladder  diagram  sebagai  bahasa  pemograman.  Tugas  akhir  ini  menggunakan  beberapa komponen lainnya yang terhubung dengan sensor yang terdiri dari sensor LDR, sensor  PIR, dan sensor inframerah.  Sensor  PIR  mampu  mendeteksi  sampai  dengan  rentang  6  meter  dan  sensor  inframerah mempu  mendeteksi  dengan  jarak  3-80  Cm  dengan  sudut  deteksi  <15˚.  Tugas  akhir  ini  juga menggunakan motor dc sebagai alat penggerak untuk membuka dan menutup pagar.

## Abstract
Smart Home (Smart Home) can change our lives as if to be smarter because it becomes a symbol where the owner can work automatically. By using a Programmable Logic Controller (PLC) the load at home can  be  controlled.  The  PLC  used  is  PLC  Outseal  Shield  V.3.  Installed  loads  consist  of:  lights  and fences.  This  electronic  device  controlled  by  PLC  is  more  efficient  in  electrical  power,  cost  effective, convenient, safe and easy to set up. This PLC uses ladder diagrams as a programming language. This final project uses several other components that are connected to a sensor consisting of an LDR sensor, a PIR sensor, and an infrared sensor. The PIR sensor is capable of detecting up to a range of 6 meters and the infrared sensor is capable of detecting a distance of 3-80 cm with a detection angle <15˚. This final project also uses a dc motor as a driving device to open and close fences .
Keywords : LDR Sensor, PIR Sensor, Infrared Sensor, PLC Outseal Shield V.3, DC Motor
How  to  Cite: Hannifannisa,  Hastuti.  2020.  Rancang  Bangun  Sistem  Kendali Smart  Home Berbasis Programmable Logic Controller . JTEV, 06 (2) : pp. 375-382.

## PENDAHULUAN
Bidang  kelistrikan  merupakan  salah  satu  bidang  yang  tidak  lepas  dari  perubahan  dan perkembangan,  ini  jelas  terlihat  dari  pemanfaatan  teknologi  kelistrikan  pada  berbagai  segi kehidupan manusia, baik dalam kebutuhan rumah tangga, komersil ataupun industri[1][2][3]. Sistem  teknologi  otomatis  semakin  berkembang  bahkan  telah  merambat  ke  tempat  tinggal manusia  itu  sendiri.  Kelalaian  dalam  mematikan  peralatan  rumah  tangga  juga  merupakan masalah yang sering terjadi. Menyebabkan pemborosan listrik meningkat, maka dari itu agar lebih  mudah  mengontrol  dan  mengurangi  pemborosan  listrik  penulis  berinisiatif  membuat sebuah sistem kendali  yang dapat  dikontrol oleh penghuni  rumah.  Penghuni  rumah tentunya menginginkan  sebuah  sistem  yang  dapat  bekerja  secara  otomatis  untuk  tempat tinggalnya[4][5][6].  Salah  satunya  adalah  sistem  buka  tutup  pintu  pagar  dan  sistem pencahayaan. Dalam proses membuka dan menutup pagar secara manual dengan menarik dan menggeser pagar mungkin bagi beberapa orang merupakan pekerjaan yang kurang efisien saat keadaan tidak mempunyai waktu, ataupun hujan. Terkadang penghuni rumah juga sering lalai dalam  mematikan  lampu  saat  akan  keluar  rumah.  Penulis  membuat  sebuah  pengontrolan
peralatan  listrik  yang  bekerja  secara  otomatis  menggunakan  PLC  ( Programmable  Logic Controller ).  PLC  ini  akan  diprogram  sesuai  dengan  kebutuhan  serta  memakai  perangkat- perangkat elektronik lainnya.
Sistem  Kendali  yang  dikontrol  oleh Programmable  Logic  Controller (PLC)  ini  adalah sistem  kendali  yang  dilengkapi  dengan  beberapa  sensor  untuk  bekerja  secara  otomatis,  juga dilengkapi  dengan  box  panel  kontrol  yang  berisi  komponen  komponen  dari  sistem  kontrol tersebut[7][8][9].
Sistem kendali ini menggunakan sensor PIR untuk menghidup matikan lampu ruang tamu, kamar  dan  toilet.  Sensor  LDR  juga  digunakan  untuk  menghidup  matikan  lampu  teras,  dan sensor infrared digunakan  untuk  membuka  dan  menutup  pagar.  Tujuan  dari  tugas  akhir  ini adalah dapat merancang sistem kendali rumah cerdas dalam bentuk prototype rumah/miniatur rumah  menggunakan  PLC  sebagai  pusat  kontrol,  sehingga  dapat  mempermudah  aktivitas manusia dalam mengatur peralatan rumah tangga diantaranya pagar dan lampu.

## METODE PENELITIAN
Pada  perancangan  sistem  secara  keseluruhan  terdiri  dari  dua  tahap  yaitu perancangan perangkat keras ( Hardware ) dan perancangan perangkat lunak ( Software ). Perancangan  Perangkat  Keras  terdiri  dari  beberapa  komponen  seperti  PLC  Outseal Shield V.3, Sensor LDR, Sensor PIR, Sensor Infrared , Motor DC dan miniatur rumah. Dan  untuk  perancangan  perangkat  lunak  ( Software )  menggunakan Software Outseal Studio.
Sistem kontrol Smart Home otomatis diatur oleh PLC dengan menggunakan ladder diagram sebagai  bahasa  pemogramannya.  PLC  terhubung  dengan  sensor  LDR mendeteksi cahaya untuk menghidup matikan lampu teras. PLC juga terhubung dengan sensor PIR mendeteksi gerakan manusia untuk menghidup matikan lampu diruang tamu, kamar,  dan  toilet.  Sensor Infrared terhubung  dengan  PLC  mendeteksi  objek  untuk membuka  dan  menutup  pagar.  Prinsip  kerja  alat  yang  dibuat  sesuai  dengan  keadaan yang  dideteksi  oleh  masing-masing  sensor.  Pada  saat  sensor Infrared depan  membaca objek,  motor  dc  akan  bergerak  membuka  pagar,  ketika  sensor infrared belakang/didalam pagar mendeteksi objek  yang sudah masuk tersebut,  motor DC akan bergerak menutup pagar.

## PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT 1. Blok Diagram
Blok  Diagram  merupakan  penyederhanaan  dari  rangkaian  yang  menyatakan hubungan  berurutan  dari  satu  atau  lebih  rangkaian  yang  memiliki  kesatuan  kerja tersendiri.
Gambar 1. Blok Diagram
Dari blok diagram diatas dijelaskan sebagai berikut :
1.  Sensor  LDR  berfungsi  sebagai  pendeteksi  cahaya  untuk  menghidup  matikan  lampu teras
2.  Sensor  PIR  berfungsi  pendeteksi  gerakan  manusia  untuk  menghidup  matikan  lampu ruang tamu, toilet dan kamar.
3. Sensor Jarak berfungsi pendeteksi objek untuk membuka dan menutup pagar.
4. Saklar untuk menghidup matikan lampu
5. PLC berfungsi sebagai pusat kontrol smart home
6. Relay berfungsi sebagai switch otomatis dan pengaman jika ada gangguan kelistrikan sehingga tidak secara langsung merusak PLC.
7. Buck Boost Converter berfungsi sebagai penurun tegangan dari 220 V menjadi 12 Volt 8. Catu daya berfungsi untuk sumber smart home 9.  Motor DC berfungsi sebagai penggerak pagar
10. Lampu berfungsi sebagai output pada unit penerangan.

## 2. Cara Kerja Alat
Cara  kerja  alat  dapat  dijelaskan  melalui  diagram  alir  ( flowchart ). Flowchart rancang bangun sistem kendali Smart Home Berbasis Programmable Logic Controller .
I N P U T O U T P U T Catu Daya PLC Saklar Sensor LDR Sensor Jarak Sensor PIR Lampu Motor DC Relay Relay Buck Boost Converter
MULAI INISIALISASI I/O Membaca Sensor Proximity Inframerah, Sensor PIR, dan Sensor LDR S. PIR  = 1 S. Proximity. Inframerah = 1 S. LDR =1 Motor DC = 1 Lampu R. Tamu, Kamar Tidur dan Toilet = 1 Lampu Halaman = 1 SELESAI YA TIDAK TIDAK TIDAK YA YA A A A A
Gambar 2. Flowchart Sistem Keseluruhan
Flowchart diatas  adalah  prinsip  kerja  dari  sistem  kendali  rumah  cerdas  ( smart home ), berikut penjelasannya :
1.Saat memulai alat telah dihubungkan pada sumber tegangan PLN melalui catu daya.
2.Selanjutnya proses inisialisasi input dan output
3.Masing-Masing sensor membaca keadaan
4.Sensor infrared bernilai =1 atau aktif/mendeteksi objek, maka motor DC akan aktif, kalau tidak kembali ke membaca keadaan sensor.
5.Sensor  PIR  bernilai  =1  atau  aktif/mendeteksi  gerakan  manusia,  maka  lampu  akan aktif, kalau tidak kembali ke Membaca keadaan sensor.
6.Sensor LDR bernilai =1 atau aktif/mendeteksi cahaya, maka lampu teras akan aktif, kalau tidak kembali ke membaca keadaan sensor.
3. Perancangan Rangkaian Eektronika Keseluruhan Pada  rangkaian  elektronika  keseluruhan,  terdapat  rangkaian  yang  akan digunakan  pada  sistem  kendali smart  home ini.  Diantaranya  rangkaian  catu  daya, rangkaian sensor PIR, LDR, dan sensor infrared serta rangkaian PLC Outseal Shield V.3. Berikut gambar rangkaian elektronika keseluruhan :

## Gambar 3. Rangkaian Elektronika Keseluruhan
4. Perancangan Hardware
Dalam perancangan hardware sangat  perlu diperhatikan  mulai  dari bahan  yang akan  digunakan  dalam  pembuatan  alat  hingga  letak  proposional  komponen  agar sistem  kontrol  alat  dapat  berjalan  dengan  baik.  Bahan  mekanik  yang  digunakan terbuat dari triplek tebal 10 mm dengan dimensi panjang 1000 mm * lebar 800 mm * tinggi 300 mm. Pada miniatur rumah terdapat mekanik dari bahan akrilik 3 mm yang digunakan untuk  perangkat  pagar dan box panel sistem. Box panel  terdiri dari PLC Outseal Shield V.3, power  supply ,  rangkaian relay , driver motor  dan buck  boost converter . Sedangkan pada miniatur rumah terdapat 4 buah lampu, motor DC, Sensor PIR, Sensor LDR dan Sensor Infrared . Perancangan alat dan bentuk alat dapat dilihat pada gambar 4.

## HASIL PEMBAHASAN 1. Pengujian Keseluruhan Sistem
Pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui  apakah  sistem  dapat  bekerja  dengan baik.  Untuk  melakukan  pengujian  ini  yaitu  dengan  menjalankan  sistem  secara keseluruhan  dari  catu  daya, buck  boost  converter ,  PLC, driver , relay ,  dan  sensor.
Terlebih  dahulu  alat  dihubungkan  pada  sumber  220  Volt.  Kemudian  semua perangkat  keras smart  home diaktifkan  melalui  saklar  sistem  yang  terpasang  pada box  panel.    Masing-masing  sensor  bekerja  sesuai  dengan  keadaan  yang  dideteksi. Sistem  ini  bisa  bekerja  secara  manual  dan  otomatis.  Untuk  cara  manual  terdapat saklar masing-masing lampu pada box panel.
Tabel 1. Hasil Pengujian Lampu
Pengujian Sensor Perangkat Manual Keadaan Sensor Keadaan Lampu Gambar
Lampu Teras  LDR Saklar ON Cahaya Gelap Menyala Saklar OFF Cahaya Terang Padam Lampu Ruang Tamu PIR Saklar ON
Jarak Max. 45 Cm,
Tinggi dari Sensor 15 Cm, Sudut deteksi 100˚ Menyala Saklar OFF Jarak >45 Cm, Tinggi dari Sensor <15 Cm, Sudut deteksi >100˚ Padam
Lampu Toilet
PIR Saklar ON
Jarak Max. 15 Cm,
Tinggi dari sensor 15 Cm, Sudut deteksi 60˚ Menyala Saklar OFF Jarak >15 Cm, Tinggi dari sensor <15 Cm, Sudut deteksi >60˚ Padam Lampu Kamar PIR Saklar ON Jarak Max. 25 Cm, Tinggi darin sensor 15 Cm, Sudut deteksi 90˚ Menyala
Saklar OFF Jarak >25 Cm, Tinggi dari sensor <15 Cm, Sudut deteksi >90˚ Padam Tabel 2. Hasil Pengujian Pagar Pengujian  Sensor Keadaan Sensor
Hasil
Gambar Pagar
Infrared Depan Jarak Max. 0-20 Cm, Sudut deteksi 5˚ Pagar membuka dengan gerakan CW ( Clock Wise ) Infrared Belakang Jarak Max. 0-20 Cm, Sudut deteksi 5˚ Pagar menutup dengan gerakan CCW ( Counter Clock Wise )

## PENUTUP 1. Kesimpulan
Dari pengujian diatas dapat diperoleh kesimpulan yaitu perancangan smart home ini telah berjalan  sesuai  dengan perancangan dimana rangkaian  elektrik dan mekanik bekerja berdasarkan program yang dikontrol oleh PLC Outseal Shield V.3 2. Saran
Pada pembuatan tugas akhir ini masih ditemukan kekurangan dan keterbatasan, baik  dari  segi  mekanik  maupun  cara  kerja  sistem.  Untuk  menyempurnakan  alat  ini, terdapat  beberapa  saran-saran  untuk  pengembangan  yaitu  PLC  yang  digunakan baiknya  tanpa  menggunakan Shield dan  sistem  kendali  ini  sebaiknya  dioperasikan pada rumah sebenarnya, karena lebih menghemat pemakaian listrik.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  E. Triawati and F. Aritonang, “Perancangan Smart Home Berbasis Programmable Logic Controller,” pp. 1– 7, 2012.
[2]  M. Royhan, “Smart Home Berbasisi Programmable Logic Controller ( PLC ),” vol. IX, no. 17, pp. 19–25, 2018.
[3]  Utomo Joko, “Rancang Bangun Pengendali Dan Monitoring Motor Dc Menggunakan Komputer Berbasis Mikrokontroller,” p. 57, 2016.
[4]  F. Masykur and F. Prasetiyowati, “Aplikasi Rumah Pintar (Smart Home) Pengendali Peralatan Elektronik Rumah  Tangga  Berbasis  Web,” J.  Teknol.  Inf.  dan  Ilmu  Komput. ,  vol.  3,  no.  1,  p.  51,  2016,  doi: 10.25126/jtiik.201631156.
[5]  A. Ferdiansyah, I. B. A. Swamardika, and I. G. A. P. R. Agung, “Otomatis Berbasis Pemrograman Ladder Plc ( Programmable Logic Controller ) Zelio,” Maj. Ilm. Teknol. Elektro , vol. 15, no. 2, 2016.
[6]  R.  Herlina,  “Sistem  Pemantau  Ruang  Jarak  Jauh  Menggunakan  Sensor  PIR  (  Passive  Infrared  )  Berbasis Atmega 8535,” 2017.
[7]  S.  Primadewi  Riyani,  Darpono  Rony,  “Simulasi  Sistem  Kontrol  Buka  Tutup  Pintu  Gerbang  Berbasis  Plc Pada Trainer Sebagai Media Pembelajaran Di Politeknik Harapan Bersama,” J. Power Elektron.  J. Orang Elektro , vol. 6, no. 2, p. 7, 2017.
[8]  A. Bakhtiar, “Panduan Dasar Outseal Plc,” p. 91, 2019.
[9]  SRI SUPATMI, “Pengaruh Sensor Ldr Terhadap Pengontrolan Lampu,” Maj. Ilm. UNIKOM , vol. 8, no. 2, pp. 175–180, 2010.

## Biodata Penulis
Hannifannisa, lahir  di  Padang,  11  Maret  1997.  Menyelesaikan  Program  Studi  DIV  Teknik  Elektro Industri pada Jurusan Teknik Elektro di Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang
Hastuti, S.T,M.T, lahir di Tembilahan, 25 Mei 1976. Menyelesikan Studi S1 Sarjana Teknik Elektro di Jurusan Teknik Elektro Universitas Andalas. Memperoleh gelas Master Teknik di Sekolah Teknik Elektro dan Informatika (STEI) ITB Bidang Sistem Kendali. Staf pengajar di Jurusan Teknik Elektro FT-UNP Sejak tahun 2008 s.d sekarang.