Jurnal  FORISTEK ,  Volume  13,  No.2,  Oktober  2023,  Hal. 104-110 p-ISSN 2087-8729, e-ISSN 2579-7174 Akreditasi ( SINTA 5 ), SK. No. 225/E/KPT/2022 DOI : 10.54757/fs.v14i2.324

## SISTEM PERENCANAAN RUMAH CERDAS BERBASIS INTERNET OF THINGS
Maryantho Masarrang 1 , I Wayan Sutapa 2 , Yuli Asmi Rahman 3
Program Studi Teknik Elektro 1 , Fakultas Teknik 2  3 (Universitas Tadulako) antho46.masarrang@gmail.com 1

## ABSTRACT
The  Internet  of Things  concept  is  based  on  expanding the  use  and  benefits  of the  Internet  by  embedding  controllers  and sensors  that  can  connect  and  share  data  continuously.  A  Smart  Home  prototype  that  can  control  door  locks,  lights,  and electrical pathways with easy control access. In this design, the device that will be used is an IoT-based controller, namely nodeMCU with connected actuators, servo motors, relays, and an IR sensor. The method used is to press a button on the web page and the system will respond to the request from the web page and convert it into an action, namely locking the door, or cutting off the electricity. To access it globally, by opening port forwarding on the router you can then access the web page of the smart home system prototype via the connected IP address so that the system can be controlled via the internet. With this system, it is hoped that users can increase time efficiency.
Keywords: Internet  of Things, Smart  Home Prototype, Web Server, Door Locking System, Lighting System, Electric Line System.

## INTISARI
Konsep Internet  Of  Things ini  berlandasan  memperluas  penggunaan  dan  manfaat  dari  internet  dengan  menanamkan  sebuah kontroler dan sensor yang dapat terhubung dan berbagi data secara terus menerus. Sebuah prototype Rumah Cerdas yang dapat mengendalikan  penguncian  pintu,  lampu,  dan  jalur  listrik  dengan  akses  pengendalian  yang  mudah.  Dalam  rancangan  ini, perangkat yang akan digunakan adalah sebuah kontroler berbasis IoT yaitu nodeMCU dengan aktuator yang terhubung adalah motor servo, relay, dan sebuah sensor IR. Metode yang digunakan adalah dengan menekan tombol yang ada pada halaman web dan sistem akan merespon permintaan dari halaman web tersebut dan mengubahnya menjadi sebuah aksi yaitu mengunci pintu, ataupun memutus arus listrik. Untuk mengaksesnya secara global, dengan membuka port forwarding pada router yang nantinya dapat  mengakses  halaman  web  dari  prototype  smart  home  system  melalui  alamat  IP  yang  terhubung  sehingga  sistem  dapat dikendalikan melalui internet. Dengan adanya sistem ini, pengguna diharapan dapat meningkatkan efisiensi waktu.
Kata  kunci:  Internet  of  Things,  Prototype  Rumah  Cerdas,  Web  Server,  Sistem  Pengunci  Pintu,  Sistem  Lampu,  Sistem  Jalur Listrik.

## I. PENDAHULUAN
Rumah Cerdas ini mulai populer pada tahun 2000  dengan  di  terapkannya  perangkat  local sederhana, jaringan lokal, dan perangkat sederhana  lainnya.  Rumah  cerdas  merupakan konsep  yang  menjanjikan,  dengan  menawarkan beberapa  keuntungan  seperti  menghadirkan sebuah  kenyamanan,  meningkatkan  keselamatan
dan keamanan, serta dapat menghemat penggunaan energi. Terdapat beberapa faktor yang perlu  diperhatikan  sebelum  merancang  sistem rumah  cerdas.  Perangkat  harus  dapat  diakses dengan  mudah,  mudah  diperluas  sehingga  dapat dengan mudah menambahkan perangkat baru, dan harus  dapat  dengan  mudah  dikendalikan.  Tujuan dari  implementasi  Prototype  Rumah  Cerdas  ini
Jurnal  FORISTEK ,  Volume  13,  No.2,  Oktober  2023,  Hal. 104-110 p-ISSN 2087-8729, e-ISSN 2579-7174 Akreditasi ( SINTA 5 ), SK. No. 225/E/KPT/2022 DOI : 10.54757/fs.v14i2.324
nantinya yaitu dapat mengendalikan sebuah sistem berupa  lampu,  listrik  dan  penguncian  pintu sehingga pengguna dapat melihat dan mengaturnya  dengan  mudah  sehingga  sesuai dengan  kondisi  yang  diinginkan.  Pengguna  yang ditujukan  untuk  pengaplikasian  smart  home  ini adalah  sebuah  keluarga,  seorang  individu  yang sibuk,  orang  tua  dan  penyandang  disabilitas.. Penggunaaan internet menjadi kebutuhan penting bagi  sebagian  orang,  selain  dapat  berkomunikasi antar  sesama  pengguna.  Internet  juga  memiliki kelemahan  dalam  factor  keamanan  yang  masih sering  menjadi  ancaman  bagi  penggunanya. Namun factor tersebut merupakan tantangan yang harus diselesaikan[1]. Namun kelebihan IoTmenjadi  salah  satu  banyak  jaringan  yang banyak dipilih. Selain itu IoT menyediakan system yang  pintar,  kenyamanan,  dan  meningkatkan kualitas  hidup.  Selain  pengaplikasiannya  yang mudah,  perangkat  IoT  dapat  diakses  dimana  saja dan  kapan  saja  hanya  dengan  mengaksesnya melalui  internet.  Hal  ini  dapat  memudahkan pengguna karena mereka hanya perlu mengaksesnya melalui smart phone ataupun pada desktop  pc.  Pada  halaman  web  nantinya terdapat panel pengendalian berupa tombol dan status dari sistem  yang  di  program  menggunakan  bahasa pemrograman HTML dan layanan antarmuka yang digunakan  adalah  lokal  web  server  pada nodeMCU. Sebuah lokal web server yang dapat di atur  tampilan  webnya  melalui  koding  berbahasa html  pada  microcontroller  yang  digunakan.  Pada penelitian  ini  meliputi  system  penguncian  pintu yang dapat dikendalikan, penghidupan lampu, dan jalur  listrik  yang  dapat  dikendalikan  jarak  jauh menggunakan  IoT  sebagai  jaringannya.  Dengan adanya system rumah cerdas tersebut, diharapkan akan  meningkatkan  keamanan  dan  efisiensi pengguna dalam kesehariannya[2].

## II. LANDASAN TEORI

## A. NodeMCU V3
NodeMCU adalah sebuah perangkat elektronik  open  source  dari  ESP8266  yang diintegrasikan  dengan  mikrokontroler  untuk keperluan di bidang Internet of Things. Modul ini merupakan  versi  compact  dari  chip  ESP8266- 12E, port yang digunakan adalah micro-usb yang sangat  populer  saat  ini  sebagai  pertukaran  data ataupun sebagai supplai daya[3].
Gambar 1. nodeMCU V3

## B. NodeMCU Base V1.0
Perangkat ini adalah sebuah extension yang dikembangkan  untuk  memenuhi  kebutuhan  IoT, perangkat ini merupakan modul untuk nodeMCU V3  yang  dapat  memperluas  port  I/O  dan memenuhi  kebutuhan  sumber  daya  untuk  modul lainnya. Pada perangkat ini, tersedia sumber daya 5v  atapun  3v,  perluasan  port  output  terdapat  4 channel  disetiap  keluarannya.  Perangkat  ini sangat  cocok  digunakan  untuk  memenuhi kebutuhan  beberapa  instrumen  yang  digunakan dalam  satu  modul,  seperti  sumberdaya,  dan banyaknya port output. Berikut Gambar 2 adalah ilustasi dari nodeMCU Base V1.0[4].
Jurnal  FORISTEK ,  Volume  13,  No.2,  Oktober  2023,  Hal. 104-110 p-ISSN 2087-8729, e-ISSN 2579-7174 Akreditasi ( SINTA 5 ), SK. No. 225/E/KPT/2022 DOI : 10.54757/fs.v14i2.324
Gambar 2. nodeMCU Base V1.0

## C. Motor Servo
Motor  Servo  adalah  sebuah  motor  yang dirangkai meliputi motor DC,potensiometer, gear penggerak, dan rangkaian kontrol yang menghasilkan  keluaran  berupa  sudut  dari pergerakan rotor tersebut. Motor servo terdiri dari 2 jenis, yaitu motor servo 180° dan motor servo continous. Berikut Gambar 3 adalah ilustrasi dari Motor Servo 180°.

## Gambar 3. Motor Servo 180°

## D. Relay
Relay  adalah  saklar  elektromagnetik  yang terdiri dari dua bagian utama yaitu elektromagnet (koil)  dan  mekanikal  (kontak  saklar).  Prinsip kerja dari relay ini adalah menggerakkan kontak saklar dengan menggunakan prinsip elektromagnetik  yang  hanya  menggunakan  arus listrik  kecil,  sehingga  penggunaan  relay  dapat diaplikasian  untuk  tegangan  tinggi.  Pada penelitian  ini,  relay  digunakan  untuk  memutus
arus  dari  lampu  dan  terminal  beban.  Berikut Gambar 4 adalah ilustrasi dari Relay 4 Channel.
Gambar 4 . Relay 4 channel

## E. Sensor Infra-red (IR)
Modul  ini  adalah  modul  infra-red  yang nantinya akan mendeteksi lengan servo, sehingga akan  memberikan  informasi  bahwa  pintu  telah terkunci. Pada dasarnya prinsip kerja dari modul ini adalah memantulkan sinyal infra-red ke objek yang  akan  di  deteksi,  kemudian  sinyal  tersebut akan  dipantulkan  kembali  menuju  receiver  yang ada  pada  modul  tersebut,  prinsip  kerja  ini  sama dengan prinsip kerja sensor ultrasonic. Berikut adalah  Gambar  5  ilustrasi  dari modul infra- red sensor[2][4].
Gambar 5. Sensor Infra-red (IR)
Jurnal  FORISTEK ,  Volume  13,  No.2,  Oktober  2023,  Hal. 104-110 p-ISSN 2087-8729, e-ISSN 2579-7174 Akreditasi ( SINTA 5 ), SK. No. 225/E/KPT/2022 DOI : 10.54757/fs.v14i2.324

## III. METODE PENELITIAN

## A. Simulasi Sistem
Gambar 6. Pemodelan Sistem
Pada  Gambar  6  terlihat  bahwa  terdapat  dua akses  untuk  dapat  mengendalikan  prototype tersebut,  yaitu  melalui  smart  phone  dan  PC desktop  ataupun  dapat  mengaksesnya  melalui perangkat apapun yang dapat memiliki akses web browser.
Prinsip  kerja  dari  prototype  ini  adalah  dapat mengendalikan  perangkat  rumah  seperti  kunci pintu, lampu, dan jalur listrik dengan menggunakan  internet.  Pertama  smart  phone memberikan perintah melalui web browser dengan memasukkan domain dari web server
kemudian perintah tersebut diteruskan melalui  internet  dan  akan  masuk  melalui  router yang  selanjutnya  akan  diproses  oleh  kontroler yaitu nodeMCU dan kontroler akan mengolah data lalu mengirimkan sinyal ke aktuator dan actuator dapat  mengirimkan  kondisinya  kembali  ke kontroler, selanjutnya sinyal yang dikirimkan oleh kontroler  kemudian  diolah  menjadi  sebuah  aksi dan  kemudian  dari  aksi  tersebut  akan  di  tangkap oleh  sensor  yang  kemudian  akan  di  kirimkan datanya ke kontroler. Kontroler akan
mengolah data tersebut dan akan meneruskan data  tersebut  ke  internet  dan  akan  ditampilkan pada web browser pada smart phone[5][6].

## B. Metodologi Penelitian
Gambar 7. Flowchart
Prototype  ini  terdiri  dari  tiga  sistem  yaitu sistem penguncian pintu, sistem lampu dan sistem listrik.  Masing-masing  sistem  memiliki  konsep pengendalian yang sama. Hal tersebut dapat dilihat pada Gambar 7. Sistem penguncian pintu terdapat tiga  tombol  yaitu  refresh,  kunci  pintu,  dan  buka kunci pintu. Jika pada halaman web permintaanya adalah “/refresh” maka kontroler akan melakukan aksi  refresh  web  dan  akan  menampilkan  kondisi dari  sensor  IR.  Jika  permintaan  pada  web  adalah “/servotutup”  maka  kontroler  akan  menggerakan aktuator motor servo sebesar 90° dan menampilkan  kondisi  dari  servo,  hal  yang  sama untuk  permintaan  “/servobuka”  namun  dengan keluaran  11  servo  sebesar  35°.  Sistem  lampu terdapat  dua  tombol  yaitu  lampu  menyala  dan lampu  mati.  Jika  pengguna  menekan  tombol matikan  lampu  maka  kontroler  akan  menerima perintah  “/lampumati”  dan  mengirimkan  ke aktuatornya,  relay  untuk  melakukan  aksi  yaitu memutus arus. Konsep yang sama juga digunakan untuk  menghidupkan  lampu,  namun  dengan
Jurnal  FORISTEK ,  Volume  13,  No.2,  Oktober  2023,  Hal. 104-110 p-ISSN 2087-8729, e-ISSN 2579-7174 Akreditasi ( SINTA 5 ), SK. No. 225/E/KPT/2022 DOI : 10.54757/fs.v14i2.324
keluaran  relay  aktif  high.  Sistem  jalur  listrik memiliki prinsip yang sama
dengan  sistem  lampu,  yaitu  terdapat  dua tombol menyala dan mati. Jika pengguna menekan tombol  listrik  nyala  maka  kontroler  akan menerima  permintaan  ”/listriknyala”  dan  akan mengirimkan  aksi  ke  relay  dengan  menyalakan listrik.  Kondisi  yang  sama  juga  berlaku  pada permintaan  “/listrikmati”  namun  kondisi  yang akan di kirimkan ke actuator adalah aktif low.

## C. Pengujian Sistem
Pengujian  Sistem  dilakukan  setelah  proses dari  perancangan  sistem  telah  berhasil  [7]. Pengujian  ini  beguna  untuk  mengetahui  akurasi sebuah instrumen yang digunakan pada penelitian ini, pengujian tersebut berupa :
1. Pengujian  Motor  Servo,  Pengujian  ini nantinya  akan  mengkalibrasi  besaran PWM,  menguji  pada  sudut  yang  akan digunakan pada system penguncian.
2. Pengujian  Respon,  Pengujian  ini  akan menguji beberapa komponen berupa motor servo dan masing- masing relay dari setiap sistem. Dari setiap sistem yang akan diuji, respon  yang  digunakan  menggunakan prinsip  manual,  yaitu  dengan  menekan stopwatch ketika aksi terjadi.
3. Pengujian Sensor IR, Pengujian dilakukan berupa  pengukuran  jarak  dan  kalibrasi modul.
4. Pengujian  Local  Web  Host  dan  Koneksi Internet Pengujian ini berupa luas cakupan dari  pengendalian  tersebut,  local  host berarti hanya dapat digunakan pada SSID (Service  Set  Identifier)  yang  sama  dan internet  web  host  yang  akan  mencakup
seluruh  jaringan  selagi  terhubung  dengan internet.

## IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

## A. Pengujian Motor Servo
Pengujian Motor Servo ini berupa mengkalibrasi  keluaran  Pulse  Width  Modulation (PWM)  dari  motor  terhadap  derajat  aktualnya. Pengujian  ini  dilakukan  dengan  memberikan masukan  besaran  PWM  pada  motor  dan membandingkan  keluarannya  dengan  busur derajat  yang  dipasang  pada  motor.  Terdapat  37 pengujian yang mewakilkan setiap kelipatan 5 dari sudutnya.  Berikut  Gambar  8  adalah  grafik  dari kalibrasi  motor  servo  terhadap  nilai  PWM  yang diberikan.
Gambar 8. Grafik kalibrasi dengan masukan

## PWM

## B. Pengujian Respon
Respon  yang  akan  diuji  pada  penelitian  ini berupa  berapa  lama  waktu  yang  dibutuhkan aktuator  untuk  merespon  ketika  diberikan  sinyal kendali. Pengujian ini telah dilakukan sebanyak 20 kali percobaan demi mendapatkan hasil pengujian yang sesuai dengan yang diinginkan.
Jurnal  FORISTEK ,  Volume  13,  No.2,  Oktober  2023,  Hal. 104-110 p-ISSN 2087-8729, e-ISSN 2579-7174 Akreditasi ( SINTA 5 ), SK. No. 225/E/KPT/2022 DOI : 10.54757/fs.v14i2.324

## Gambar 9. Grafik pengujian respon dari motor servo

## C. Pengujian  Sensor IR
Sensor  ini  berfungsi  untuk  mendeteksi pergerakan dari motor servo dan akan memberikan informasi apakah pintu sudah terkunci atau belum. Pengujian  yang  telah  dilakukan  adalah  dengan memberikan  objek  berupa  lengan  servo  yang bergerak mengunci dan membuka pengunci pintu. Kendala  ditemukan  adalah  lengan  servo  yang gelap,  yang  menyebabkan  cahaya  infra-red  yang dipancarkan  pada  lengan  tidak  dapat  dipantulkan kembali  ke  penerima  dari  modul  IR  tersebut. Solusinya  adalah  dengan  mewarnai  lengan  servo dengan  warna  yang  cerah.  Karena  modul  ini adalah  modul  digital  yang  digunakan  umumnya pada  robot  untuk  menghindari  halangan,  maka kalibrasi  jarak  21  (cm)  dengan  keluarannya (digital)  tidak  dapat  dilakukan  karena  hasil  yang dikeluarkan pada modul ini hanya 1 dan 0. Namun pada modul tersebut terdapat potensio meter yang dapat  mengatur  jarak  objek  yang  akan  dideteksi. Pada potensio ini, terdapat beberapa garis  besaran  dari  potensio  tersebut.  Dari  garis besaran yang terdapat pada potensio tersebut dapat di  jadikan  acuan  untuk  penyesuaian  jarak  pada
sensor  IR  ini.  Berikut  adalah  data  dari  pengujian tersebut.
Gambar 10. Pengujian IR sensor berdasarkan besaran potensio

## D. Pengujian Local Web Host dan Koneksi
Pengujian  terhadap  web  host  diperlukan untuk memastikan program yang tertulis pada web host berfungsi dengan baik dan tidak menimbulkan  error  pada  saat  menjalankan program. 22 Pengujian tersebut berupa pengecekan  program,  seperti  program  untuk tombol,  pembacaan  data  dengan  alamat-alamat tertentu dan indicator kondisi ketika diberi input. Pengujian  ini  dilakukan  dengan  menggunakan  ip dan  koneksi  lokal.  Untuk  pengendalian  secara meluas  melalui  internet  dapat  dilakukan  dengan membuka akses kontroler melalui port forwarding yang terdapat pada router yang digunakan.

## V. KESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  diperoleh  kesimpulan yaitu:
Jurnal  FORISTEK ,  Volume  13,  No.2,  Oktober  2023,  Hal. 104-110 p-ISSN 2087-8729, e-ISSN 2579-7174 Akreditasi ( SINTA 5 ), SK. No. 225/E/KPT/2022 DOI : 10.54757/fs.v14i2.324
1. Prototype  Rumah  Cerdas  telah  berhasil  di rangkai  dengan  sistem  pengunci,  system lampu dan sistem listrik yang telah berfungsi dan dikendalikan melalui internet yang dapat dilakukan dimana dan kapan saja.
2. Hasil  kalibrasi  motor  servo  dengan  input PWM  memperlihatkan  bahwa  karakterisik servo  yang  digunakan  pada  sistem  pengunci sebesar  544-2440  ms,  terdapat  selisih  antara input PWM dengan input derajat sebesar 2-6 derajat.  Pengujian  sudut  tetap  pada  servo memiliki  selisih  0,1  derajat  pada  kondisi membuka dan 2,5 derajat saat mengunci dari sudut masukannya.
3. Pengujian  respon  dari  motor  servo  memiliki rata-rata sebesar 22 ms, sedangkan pengujian respon dari relay memiliki rata-rata sebesar 17 ms  saat  kondisi  penghidupan  relay  ataupun mematikannya.
4. Pengujian IR sensor yang digunakaan adalah sensor  obstacle  digital  sehingga  keluarannya hanya  berupa  kondisi  1  dan  0,  sehingga analisis  hanya  dapat  dilakukan  dengan mengandalkan  besaran  dari  potensio  yang terdapat pada modul tesebut.
5. Pengujian  respon  terhadap  jarak  pengendali memiliki  rata-rata  35  ms  dengan  jarak pengujian 9,5 Km.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] M.  S.  H.  SOSA,  “‘Perancangan  Prototipe Sistem  Smarthome  Berbasis  Iot  Dengan Smartphone  Menggunakan  Nodemcu,’”  pp. 4–16, 2019.
[2] G. M. Madhu and C. Vyjayanthi,
“Implementation  of  Cost  Effective  Smart Home  Controller  with  Android  Application Using  Node  MCU  and  Internet  of  Things
(IOT),” 2nd  Int.  Conf.  Energy,  Power Environ.  Towar.  Smart  Technol.  ICEPE 2018 , pp. 1–5, 2019, doi: 10.1109/EPETSG.2018.8659128.
[3] B.  R.  Stojkoska  and  K.  Trivodaliev, “Enabling internet of things for smart homes through  fog  computing,” 2017 25th
Telecommun. Forum, TELFOR 2017 - Proc. , vol.  2017-Janua,  pp.  1–4,  2018,  doi: 10.1109/TELFOR.2017.8249316.
[4] M. Manganelli, G. Greco, and L. Martirano, “Design  of  a  New  Architecture  and Simulation  Model  for  Building  Automation Toward  Nearly  Zero  Energy  Buildings,”
IEEE  Trans.  Ind.  Appl. ,  vol.  55,  no.  6,  pp. 6999–7007, 2019, doi:
10.1109/TIA.2019.2920233.
[5] C. H. Shin, S. Lee, J. Kim, H. S. Nam, and Y. K. Jeong, “A Study on the Implementation of Economic Zero Energy Building according to Korea’s Renewable Energy Support Policies and  Energy  Consumption  Patterns,” 9th  Int. Conf.  Inf.  Commun.  Technol.  Converg.  ICT Converg.  Powered  by  Smart  Intell.  ICTC 2018 , pp. 1305–1309, 2018, doi: 10.1109/ICTC.2018.8539571.
[6] Z. #1, S. #2, and E. #3, “OPTIMASI SOLAR CELL  UNTUK  RANCANG  BANGUN
SMART HOME.” [7] Han’guk T’ongsin Hakhoe, IEEE Communications  Society,  Denshi  Jōhō
Tsūshin  Gakkai  (Japan).  Tsūshin  Sosaieti, and  Institute  of  Electrical  and  Electronics Engineers, ICTC 2018 : the 9th International Conference  on  ICT  Convergence :  “ICT
Convergence
Powered by Smart
Intelligence” : October 17-19, 2018, Maison Glad Jeju, Jeju Island, Korea . .