## Sistem Kendali Ayunan Bayi Berbasis Mikrokontroller dan Android
1 Ahmad Abdullah, 2 Zahir Zainuddin, 3 Andani Achmad
1 Magister Sistem Komputer, Universitas Handayani Makassar
2 Teknik Elektro Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin, Makassar
1 ahmadabdullah@handayani.ac.id , 2 zahir@unhas.ac.id , 3 andani@unhas.ac.id

## Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk merancang sebuah prototipe sistem kendali ayunan bayi berbasis mikrokontroller dan arduino yang akan sangat berguna bagi ibu rumah tangga yang memiliki bayi. Sistem ini akan otomatis bekerja untuk menggerakkan ayunan apabila terdeteksi suara bayi dan air. Sistem ini dirancang menggunakan sensor suara yang berfungsi untuk mendeteksi suara bayi, sensor air untuk mendeteksi air ketika bayi sedang buang air kecil, motor DC yang berfungsi untuk menggerakkan ayunan secara otomatis serta aplikasi mobile yang berfungsi untuk  memonitoring  ayunan.  Hasil  pengujian  menunjukkan  bahwa  alat  berfungsi  sesuai dengan yang diinginkan, dimana ketika alat mendeteksi adanya suara tangisan bayi, maka alat secara otomatis menggerakkan ayunan, ketika alat mendeteksi adanya air maka ayunan akan mengirimkan  notifikasi  ke  smartphone,  alat  ini  juga  berhasil  menampilkan  informasi  ke smartphone berupa keadaan bayi dalam bentuk video dan kondisi sensor pada ayunan. Untuk jarak komunikasi antara smartphone dan alat yaitu sejauh 20 meter.
Kata Kunci:, Sensor suara,  Sensor Air, Ayunan Otomatis, Arduino

## Abstract
This  study  aims  to  design  a  prototype  of  a  microcontroller  and  arduino-based  baby  swing control  system  that  will  be  very  useful  for  housewives  who  have  babies.  This  system  will automatically work to move the swing when the sound of a baby and water is detected. This system  is  designed  using  a  sound  sensor  that  functions  to  detect  the  baby's  voice,  a  water sensor to detect water when a baby is urinating, a DC motor that functions to move the swing automatically and a mobile application that functions to monitor swings. The test results show that the tool functions as desired, where when the tool detects the sound of a baby's cry, the tool automatically moves the swing, when the tool detects the presence of water, the swing will send a notification to the smartphone, this tool also successfully displays information to the smartphone in the form of a state baby in the form of video and sensor conditions on the swing. The communication distance between the smartphone and the device is 20 meters.
Keywords: Control System, sound sensor, Water Sensor, Automatic Swing, Arduino, NodeMcu

## 1. Pendahuluan
Di  era  4.0  ini,  perkembangan  teknologi  semakin  maju  pesat  dengan  teknologi  yang terus berkembang. Beberapa teknologi tersebut membuat pekerjaan manusia menjadi lebih mudah  dan  menawarkan  keuntungan  dalam  merasionalkan  waktu  dan  energi  yang dibutuhkan untuk melakukan suatu aktivitas. Perkembangan teknologi telah dimanfaatkan di beberapa tempat untuk memudahkan pekerjaan manusia, termasuk para ibu rumah tangga yang  tetap  mengayunkan  anaknya  dengan  cara  tradisional.  Perkembangan  teknologi menawarkan  ayunan  bayi  otomatis  berdasarkan  perintah  yang  telah  ditanamkan  pada perangkat  mikro  kontroler.  Perintah  dari  mikrokontroler  ini  adalah  mengendalikan  motor untuk menggerakkan buaian agar tetap terjaga. Penambahan perangkat  IOT memudahkan pengawasan ibu rumah tangga melalui smartphone. Maka untuk itu diperlukan alat pemantau bayi otomatis dan memiliki API berbasis android yang memudahkan ibu rumah tangga untuk melakukan pemantauan langsung dari smartphone.
Beberapa penelitian sebelumnya yang membahas Ayunan Bayi Otomatis diantaranya adalah penelitian yang dilakukan oleh Wiwit Fitria, Anton Hidayat, Ratna Aisuwarya tahun 2015  yaitu  “Perancangan  sistem  kontrol  kestabilan  sudut  ayunan  Box  bayi  berbasis mikrokontroler menggunakan fuzzy Logic control”. Penelitian yang dilakukan oleh Sitinur Fuji  Kinasih,  Syarli,  Muammar  tahun  2018  Pengontrolan  Ayunan  Bayi  Otomatis  Dengan Mendeteksi Sensor Suara Menggunakan Mikrokontroler Arduino. Penelitian yang dilakukan oleh Suci Anjelina Sinaga tahun 2019 “Ayunan Bayi Otomatis Menggunakan Sensor Suara Berbasis  Arduino”.  Perbedaan  Penelitian  tersebut  dengan  penelitian  penulis  adalah penelitian terdahulu belum menggunakan antarmuka aplikasi untuk memonitoring keadaan bayi saat didalam ayunan apakah bayi telah tertidur dan tidak ngompol, serta perbedaan pada perangkat  yang  digunakan  untuk  merancang  bangun  sistem  ayunan  otomatis  yaitu  sebuat alat  yang  dapat  mengayun  bayi  secara  otomatis  dengan  menggunakan  sensor  suara  dan sensor kelembaban yang mana sensor sebagai input sinyal suara dari si bayi dan dikontrol arduino agar mengirimkan sinyal ke motor servo untuk menggerakkan ayunan serta aplikasi android sebagai antarmuka pada sistem ini

## 2. Metode Penelitian

## Gambar 1. Tahapan Penelitian

## 2.1 Pengumpulan data dan Studi Pustaka
Studi  pustaka  (Literatur),  Dalam  penelitian  ini  penulis  menggunakan  teknik  studi pustaka  (Literatur)  dilakukan  untuk mengambil  beberapa  data  yang  berasal  dari  berbagai sumber  seperti  buku, skripsi,  jurnal  ilmiah  dan  internet  dimana  isi  dari  sumber-sumber tersebut dijadikan suatu referensi dan acuan dalam penulisan ini.

## 2.2 Perancangan Sistem
Tahap berikutnya adalah perancangan system dimana seluruh rangkaian system hingga komponen system yang digunakan dirancang sedemikian rupa agar dapat memaksimalkan kinerja system.

## 2.3 Pembuatan Perangkat Keras
Mengukur kualitas internet ketika pengiriman sedang berlangsung Setelah dilakukan perancangan  system,  makaselanjutnya  adalah  pembuatan  perangkat  keras  mulai  dari pembuatan  skematik  PCB,  penempatan  komponen,  dan  penyolderan  komponen.  Setelah perangkat  keras  telah  selesai,  selanjutnya  dilakukan  pengetesan  terhadap  perangkat  keras dengan  memberikan  tegangan  kemudian  dilakukan  pengecekan  pada  tiap-tiap  komponen perangkat keras.
Vol. 4 No. 2 Juli 2023

## 2.4 Pembuatan Perangkat lunak
Setelah  perangkat  lunak  telah  selesai,  selanjutnya  dilakukan  pembuatan  perangkat lunak menggunakan Bahasa pemrograman C++ dengan aplikasi Arduino IDE. Pembuatan perangkat lunak dilakukan agar system dapat berjalan sesuai dengan yang diinginkan.

## 2.5 Pengujian Sistem
Pengujian ini dilakukan dengan tujuan agar mengetahui kinerja dari system yang telah dibuat. Pengujian pertama yaitu dengan menguji satu persatu komponen input, proses dan output dari system, kemudian pengujian kedua yaitu pengujian keseluruhan dari system yang telah di buat untuk mengetahui kinerja keseluruhan dari alat yang telah dibuat

## 3. Hasil dan Pembahasan
3.1 Hasil Perancangan
Sistem kendali ayunan ini dirancang melalui beberapa tahap yaitu perancangan sistem, pembuatan rangkaian elektronika, pembuatan perangkat lunak dan pembuatan mekanik. Dari beberapa  tahap  tersebut,  telah  dihasilkan  tujuan  yang  ingin  dicapai  yaitu  Sistem  Kendali Ayunan Bayi Berbasis Mikrokontroller dan Android.
Gambar 2. Arsitektur Rangkaian
skematik dari Sistem kendali ayunan ini dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 3. Skematik Rangkaian

## 3.2  Implementasi Perangkat Keras
Perangkat keras  utama yang digunakan dalam Sistem kendali ayunan ini terdiri dari Arduino Nano, ESP 32 Cam, Stepdown, Driver Motor, Sensor Air, Sensor Suara dan Motor DC. Adapun hasil implementasi dari perangkat keras dapat di lihat pada gambar dibawah.
Gambar 4. Hasil Rancangan Perangkat Keras
Adapun Cara kerja dari Sistem kendali ayunan ini yaitu Sensor akan mendeteksi air dan suara dari  bayi  ,  kemudian  jika  terdeteksi  suara  atau  air  maka  motor  DC  akan  berputar  untuk menggerakkan ayunan.

## 3.3 Implementasi Perangkat Lunak
Hasil  dari  pembuatan  perangkat  lunak  Android  Sistem  Monitoring  Sistem  kendali ayunan ini dapat di lihat pada gambar di bawah.
Gambar 5. Hasil Rancangan Perangkat Lunak
Pada gambar di atas terdapat gambar yang menampilkan kondisi dari ayunan dan dua buah form yang menampilkan kondisi sensor apakah terdeteksi suara dan air.

## 3.4 Hasil Pengujian Alat

## 1. Pengujian Internet of Things
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah alat berhasil mengirim data kondisi sensor  dan  kamera  ke  android.  Data  sensor  dan  kamera  akan  dikirim  secara  realtime  ke android  menggunakan  jaringan  internet.  Pada  pengujian  ini  dilakukan  dengan  mengukur jarak jangkauan koneksi internet menggunakan accesspoint Wi-Fi dari modul ESP32 cam. Hal ini dilakukan untuk mengetahui jarak ideal dalam penempatan alat yang dibuat dengan sumber koneksi internet.
Tabel 1.  Pengujian Jarak modul ESP32 CAM dengan sumber koneksi
Jarak Koneksi 1 - 5 m Terhubung 6 - 10 m Terhubung 11 - 15 m Terhubung 16 - 20 m Terhubung 20 - 30 m Terhubung 30 – 40 m Tidak Terhubung
Vol. 4 No. 2 Juli 2023

## 2. Pengujian Keseluruhan
Pengujian  ini dilakukan dengan membandingkan kinerja alat dengan 4 objek boneka bayi  dengan  kuesioner  yang  berisi  beberapa  kondisi  diataranya  yaitu  kodisi  ketika  bayi menangis, kondisi ketika bayi buang air kecil , dan kodisi ketika bayi menangis dan buang air kecil
Hasil pengujian alat keseluruhan dapat dilihat dari tabel 2 hingga table 5.
Tabel 2. Pengujian Keseluruhan dengan bayi 1
Tabel 3. Pengujian Keseluruhan dengan bayi 2
Kusioner Bayi Sensor Suara Sensor Air Kondisi Ayunan Smartphone Menangis Mendeteksi Tidak Mendeteksi Mengayun Informasi terkirim Buang air kecil Tidak Mendeteksi Mendeteksi Tidak Mengayun Informasi terkirim Menangis dan buang air kecil Mendeteksi Mendeteksi Tidak Mengayun Informasi terkirim Tabel 4. Pengujian Keseluruhan dengan bayi 3 Kusioner Bayi Sensor Suara Sensor Air Kondisi Ayunan Smartphone Menangis Mendeteksi Tidak Mendeteksi Mengayun Informasi terkirim Buang air kecil Tidak Mendeteksi Mendeteksi Tidak Mengayun Informasi terkirim Menangis dan buang air kecil Mendeteksi Mendeteksi Tidak Mengayun Informasi terkirim Kusioner Bayi 1 Sensor Suara Sensor Air Kondisi Ayunan Smartphone Menangis Mendeteksi Tidak Mendeteksi Mengayun Informasi terkirim Buang air kecil Tidak Mendeteksi Mendeteksi Tidak Mengayun Informasi terkirim Menangis dan buang air kecil Mendeteksi Mendeteksi Tidak Mengayun Informasi terkirim
Tabel 5. Pengujian Keseluruhan dengan bayi 4 Kusioner Bayi Sensor Suara Sensor Air Kondisi Ayunan Smartphone Menangis Mendeteksi Tidak Mendeteksi Mengayun Informasi tidak terkirim Buang air kecil Tidak Mendeteksi Mendeteksi Tidak Mengayun Informasi tidak terkirim Menangis dan buang air kecil Mendeteksi Mendeteksi Tidak Mengayun Informasi tidak terkirim
Pada tabel 2 dan 3 serta table 4 dan 5 diatas berisi hasil pengujian keseluruhan yang dilakukan untuk membandingkan kinerja alat dengan 4 objek boneka bayi dengan kusioner yang berisi beberapa kondisi dapat dilihat bahwa :
1. Ketika  bayi  1,  bayi  2  dan  bayi  3  menangis,  sensor  suara  mendeteksi  adanya  suara tangisan bayi dan sensor air tidak mendeteksi adanya air. Sementra untuk kondisi ayunan adalah mengayun  dan smartphone berhasil menampilkan informasi
2. Ketika bayi 1, bayi 2 dan bayi 3 buang air kecil, sensor suara tidak mendeteksi adanya suara tangisan bayi dan sensor air mendeteksi adanya air. Sementra untuk kondisi ayunan adalah tidak mengayun  dan smartphone berhasil menampilkan informasi
3. Ketika bayi 1, bayi 2 dan bayi 3 menangis dan buang air kecil, sensor suara mendeteksi adanya suara tangisan bayi dan sensor air mendeteksi adanya air. Sementra untuk kondisi ayunan adalah tidak mengayun  dan smartphone berhasil menampilkan informasi
4. Pada Tabel 5 bayi 4 Informasi tidak terkirim dan tidak ada notifikasi atau pemberitahuan di smartphone android karena jarak smartphone dengan modul wifi ESP32Cam melebihi 30 km
5. Berdasarkan  Hasil  percobaan  diatas  dapat  disimpulkan  bahwa  untuk  pengujian keseluruhan berhasil 100% sesuai dengan yang diharapkan.

## 4 . Kesimpulan
Berdasarkan  dari  hasil  dan  pembahasan  dari  pembuatan  Sistem  Kendali  ayunan otomatis yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan yaitu pada penelitian ini telah dihasilkan  sebuah  sistem  kendali  ayunan  bayi  berbasis  mikrokontroler  dan  android  yang berfungsi  untuk  menggerakkan  ayunan  secara  otomatis  ketika  mendeteksi  suara  bayi  dan dapat  mengirim  data  ke  android  berupa  kondisi  kamera  dan  data  sensor.  Berdasarkan pengujian  sistem  secara  keseluruhan  menggunakan  4  kondisi  yang  berbeda,  maka  dapat disimpulkan bahwa alat yang dibuat dapat dengan otomatis mengayun ketika terdeteksi suara dan dapat mengirim data ke android secara realtime.

## Daftar Pustaka
Agus,  and  Rizal.  “Rancang  Bangun  Sistem  Pemberian  Nutrisi  Pada  Tanaman  Sayuran Hidroponik Otomatis Berbasis Arduino,” 2018,
Fahmi, Akhmad. “Rancang Bangun Prototipe Ayunan Bayi Otomatis Berbasis Wemos D1 Dan Android,” n.d., 10.
Fitria,  Wiwit,  Anton  Hidayat,  and  Ratna  Aisuwarya.  “Perancangan  Sistem  Kontrol Kestabilan  Sudut  Ayunan  Box  Bayi  Berbasis  Mikrokontroler  Menggunakan  Fuzzy Logic Control,” n.d., 6.
Teknik Elektro, “Modul Sensor Suara”, 2020. [online] Available : https://www.teknikelektro.com/2020/08/modul-sensor-suara.html    [Accessed:  23- November-2021].
Hasiholan,  Alfonso.  “Desain  Dan  Implementasi  Sistem  Kontrol  Logika  Fuzzy  Untuk Pengaturan Kecepatan Ayunan Bayi,” n.d., 6.
Mapanji, Andika Framudya, Anang Sularsa, and Marlindia Ike Sari. “Prototype Ayunan Bayi Otomatis Berbasis Raspberry PI,” n.d., 5.
Muammar, Syarli, and Sittinur Fuji Kinasih. “Pengontrolan Ayunan Bayi Otomatis Dengan Mendeteksi  Sensor  Suara  Menggunakan  Mikrokontroler  Arduino.”  JURNAL ILMIAH    ILMU  KOMPUTER  4,  no.  2  (September  1,  2018):  17–20. https://doi.org/10.35329/jiik.v4i2.40.
Pratama,  Agung,  Sundari  Retno  Andani,  and  Anjar  Wanto.  “Penerapan  Mikrokontroler Arduino Uno pada Desain Perancangan Sistem Ayunan Bayi Otomatis” 1, no. 3 (2021):
7.
Pratyo,  Fius,  and  Elly  Mufida.  “Alat  Ayunan  Bayi  Otomastis  Berbasis  Mikrokontroler ATMega1 dengan PIR Motion Detector dan Servo,” n.d., 9.
Sinauarduino,  “Mengenal  Software  Arduino  IDE”,  2020.  [online]  available  : https://www.sinauarduino.com/artikel/mengenal-arduino-software-ide/    [Accessed: 11-September-2021].
Rachmadyanti, Nita, Ardik Wijayanto, and Rika Rokhana. “Kontrol Pid Untuk Pengaturan Kecepatan Motor Pada Prototype Ayunan Bayi Otomatis,” n.d., 11.
Sitanggang,  Restu.  “Sistem  Ayunan  Bayi  Otomatis  Dengan  Kendali  Remote  Control.” Remote Control, 2018, 66.
Suryatini,  Fitria,  and  Annisa  Firasanti.  “Kendali  P,  Pi,  Dan  Pid  Analog  Pada  Pengaturan Kecepatan Motor Dc Dengan Penalaan Ziegler-Nichols” 6, no. 1 (n.d.): 16.