## Pemanfaatan Smartphone Berbasis Android Sebagai Alat Pengontrol Pembersih Lantai

## Ratnasari Nur Rohmah, Nindya Kaloka
Teknik Elektro UMS Surakarta, Indonesia
nindyakaloka77@gmail.com
Abstraksi —Di  era  kemajuan  teknologi  saat  ini  kemudahan dan  kepraktisan  dalam  melakukan  sesuatu  banyak  dibutuhkan untuk membantu kegiatan manusia dalam keseharian. Penggunaan smartphone berbasis android sebagai alat komunikasi  yang  cangih  dapat  memberikan  solusi  untuk mengembangkan  suatu  alat  konvensional  menjadi  alat  yang modern.  Berdasarkan  permasalahan  yang  dijabarkan,  maka tujuan penelitian ini yaitu merancang alat pembersih lantai yang praktis  dan  mudah  dioperasikan  menggunakan smartphone berbasis android. Alat pembersih lantai ini dibuat dengan desain robot  penyedot  kotoran  sederhana  yang  memiliki  empat  roda dimana  dua  roda  sebagai  penggerak  dan  dua  lainnya  sebagai follower .  Penggerak  roda  menggunakan  motor  DC  yang dikendalikan oleh motor L289N. Pada aplikasi android yang ada di smartphone digunakan  sebagai  pengendali  jarak  jauh pergerakan  pembersih  lantai.  Pengendalian  dilakukan  dengan pemilihan  tombol  gerakan  maju,  mundur,  belok  kanan,  belok kiri, dan stop. Rangkaian kontrol menggunakan bluetooth HC-05 sebagai  penerima  data  dan  mikrokontroler  arduino  sebagai pengolah data. Data yang diterima dari smartphone diolah untuk menggerakkan  rangkaian  motor  DC.  Alat  ini  dilengkapi  sensor ultrasonik  HC–SR04  sebagai  pengontrol  jarak  antara  alat pembersih lantai dengan dinding atau benda lainnya.
Katakunci —Android, Arduino, Bluetooth, Motor DC

## 1. PENDAHULUAN
Pesatnya  perkembangan  teknologi  saat  ini  menjadikan kecenderungan  pemanfaatan  teknologi  menjadi  semakin luas.Peralatan  berbasis  robot  merupakan  salah  satu  aplikasi teknologi  yang  banyak  dikembangkan  untuk  membantu pekerjaan  manusia.  Peralatan  ini  menggabungkan  teknologi mekanik  dan  elektronik  yang  dirancang  untuk  membantu bahkan menggantikan pekerjaan manusia.[6].
Aktivitas  kerja  yang  dilakukan  manusia  dalam  kehidupan sehari-hari  sangatlah  beragam,  baik  aktivitas  dalam  ruangan maupun  diluar  ruangan.  Ruangan  merupakan  suatu  tempat dimana  hampir  90%  manusia  lebih  banyak  beraktivitas  di dalam  ruangan  daripada  di  luar  ruangan[3].  Sebagai  sarana beraktivitas, tentunya perawatan ruangan merupakan hal yang harus diperhatikan, salah satunya adalah dalam hal kebersihan lantai ruangan.Membersihkan lantai merupakan kegiatan yang
sering  dikerjakan  dan  pekerjaan  ini  tidak  hanya  dikerjakan sekali saja, namun dikerjakan secara rutin setiap harinya.
Pada  umumnya  pembersih  lantai  khususnya  pembersih debu  menggunakan  material  kain  atau  nylon  untuk membersihkan debu tersebut. Seiring berkembangnya teknologi,  kini  alat  pembersih  lantai  menggunakan  teknologi penyedot  debu  atau  yang  sering  disebut vacuum  cleaner . Peralatan  ini  menggunakan  manusia  sebagai  pengendalinya untuk mengarahkan peralatan tersebut dan juga menggunakan kabel  yang  cukup  panjang  untuk  membersihkan  beberapa bagian lantai yang jaraknya cukup jauh[1].
Bluetooth merupakan  salah  satu  alternatif  teknologi wireless yang  dibuat  untuk  peralatan mobile  (mobile device) . Bluetooth menggunakan  frekuensi  2,4  GHz  dengan kecepatan  transfer  data  kurang  dari  1  Mbps  atau  sekitar  800 Kbps.  Oleh  karena  itu,  perangkat  ini  dapat  diaplikasikan dalam  alat  pembersih  lantai[5].Bantuan wireless berupa teknologi bluetooth akan  sangat  memudahkan  dalam  proses mengirim  perintah  dari  aplikasi  android  dan  diteruskan  ke mikrokontroler  yaitu  arduino  yang  akan  melakukan  gerakan maju,  mundur, belok  kanan,  belok kiri  maupun stop dan juga menjalankan  fungsi  utama  dalam  menyedot  debu  atau kotoran.yang dilewati dengan bantuan sensor ultrasonik untuk mengetahui jarak alat dengan benda yang ada disekitarnya.
Adanya kelemahan peralatan vacuum cleaner konvensional memberikan tantangan bagi para inovator untuk mengembangkan  peralatan  berbasis  tekonologi  yang  dapat mengatasi kelemahan tersebut.Menggunakan teknologi android  merupakan  cara  yang  sangat  efektif  untuk megendalikan  suatu  perangkat  dari  jarak  jauh.  Selain  itu aplikasi  yang  dirancang  dapat  memberikan  kemudahan  dan menghemat  waktu  pada    manusia  dalam  melaksanakan aktivitasnya sehari – hari[7].

## 2. METODE
Perancangan  alat  pembersih  lantai  yang  ditunjukkan menggunakan  arduino  uno,  sensor  ultrasonik  HC-SR04, rangkaian  motor  DC,  driver  L298N, smartphone android,
Ratnasari Nur Rohmah, Nindya Kaloka, Pemanfaatan Smartphone Berbasis Android Sebagai Pengontrol Alat Pembersih Lantai
bluetooth HC  -  05,  LED, buzzer ,  rangkaiam vacuum dan power  supply .  Arduino  Uno  pada  perancangan  ini  digunakan sebagai  akuisisi  data  yang  menghubungkan  perangkat  keras dengan  perangkat  lunak  sebagai  kontrol  dan  penyimpanan data[2].  Android  akan  mengirimkan  data  ke  arduino  melalui jaringan bluetooth kemudian  mengintruksikan  motor driver L298N  untuk  menggerakkan  roda  motor  DC  maju,  mumdur maupun  belok  sesuai  pilihan  tombol  yang  ditekan  pada  layar smartphone dan  juga  menjalankan  fungsi  utama  dalam menyedot  debu  atau  kotoran  yang  dilewati  dengan  bantuan sensor  ultrasonik  untuk  mengetahui  jarak  alat  dengan  benda yang  ada  disekitarnya.  LED  dan buzzer sebagai  indikator peringatan baterai dan jarak.

## A. Perancangan Sistem
. Gambar 1. Diagram Blok Perancangan Sistem
Gambar 2. Flowchart Alat Pembersih Lantai
Flowchart alat  pembersih  lantai  pada  Gambar  2  dimulai  dari proses  menghubungkan  perangkat  android  dengan  perangkat mikrokontroler  menggunakan  koneksi bluetooth .  Jika  sudah terhubung,  kemudian  perangkat  akan  membaca  data  yang masuk.  Data  pada  perangkat hardware masuk  dari  deteksi yang  dilakukan  oleh  sensor  ultrasonik  dengan  menampilkan jarak  pada  layar  aplikasi  dan  juga  mengaktifkan  rangkaian mikrokontroler  sehingga  roda  dapat  bergerak  sesuai  dengan data yang diterima dari aplikasi android.

## B. Desain Hardware
Pembuatan  desain  alat  pembersih  lantai  menyesuaikan semua  komponen  elektronika  agar  pergerakan  roda  yang dihubungkan  dengan  motor  DC  dan  dikendalikan  melalui
aplikasi android dapat bekerja dengan baik dan benar. Desain ini dibuat dengan menggunakan komponen seperti motor DC, driver motor L298N, bluetooth HC-05, Sensor ultrasonik HC- SR04  dan power  supply .  Desain  secara  keseluruhan  dalam perancangan  ini  dibuat  dengan softwarecoreldraw seperti Gambar 3.
Gambar 3. Desain Keseluruhan dengan Corldraw

## C. Rangkaian Elektronika Alat
Rangkaian  skematik  alat  menggunakan software  eagle yang  ditunjukkan  pada  Gambar  4.  Skematik  ini  digunakan untuk  menentukan  letak  komponen  yang  terpasang  yaitu motor driver L298N, bluetooth HC-05, sensor ultrasonik HC– SR04  dan  power  suplay  pada  pin  –  pin  arduino.  Penggunaan power supply 12 volt untuk memberikan catu daya pada motor driver L298N dan kipas  vacum agar dapat berfungsi optimal. Sedangkan tegangan yang masuk ke arduino juga menggunakan  catu  daya  yang  berkapasitas  12  volt  karena arduino  hanya  membutuhkan  kapasistas  tegangan  5  volt karena  sudah  terdapat  regulator  yang  berfungsi  sebagai penurun  tegangan  sehinga  pin  pada  arduino  dapat  digunakan komponen lainnya [4].
Gambar 4. Skema Rangkaian Alat Pembersih Lantai

## D. Desain Software Aplikasi
Pembuatan software aplikasi  dalam  alat  pembersih  lantai ini  menggunakan app  invertor .  Desain  yang  dibuat menggunakan  desain  sederhana  terdiri  pemilihan  empat tombol  yaitu  maju,  mundur,  kanan,  dan  kiri.  Aplikasi  ini memanfaatkan  jaringan bluetooth yang  ada  pada smartphone sebagai sarana pengiriman data ke perangkat mikrokontroler.

## Gambar 5. Tampilan Aplikasi Android

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Hasil Hardware Alat Pembersih Lantai
Alat  pembersih  lantai  ditunjukkan  pada  Gambar  6, sensorultrasonik HC–SR04 ditunjukkan pada nomer 1 sebagai pendeteksi  beda  yang  ada  disekitar. Buzzer sebagai  alarm pengingat  suara  jika  ada  benda  yang  terdeteksi  pada  sensor ultrasonik  ditunjukkan  pada  nomer  2  sebagai  indikator keadaan  kondisi  baterai.  LED  yang  ditunukkan  nomor  3. Saklar ON / OFF terdapat pada nomor 4.

## Gambar 6. Alat Pembersih Lantai

## B. Hasil Pengujian Pengukuran Tegangan, Arus, dan Daya

## TABEL 1. PENGUKURAN TEGANGAN, ARUS, DAN DAYA
No. Pengukuran Tegangan (Volt) Arus (Ampere) Daya (watt) 1 Vacuum ON 11,9 V 4,22 A 50 watt 2 Vacum + motor ON 11,8 V Maju     : 4,9 A Mundur : 5 A Maju : 89 watt Mundur : 60 watt 3 Motor ON 11,6 V Maju     :  1,62A Mundur : 1,84 A Maju : 27 watt Mundur : 19
watt
Pengujian  pengukuran  tegangan,  arus  dan  daya  pada  alat pembersih  lantai  pada  tabel  1  menggunakan  tacho  meter sebagai  alat  pengukuran.  Pengukuran  dilakukan  sebanyak  5 kali yaitu pada saat vacuum ON, vacuum dan motor ON pada posisi  maju  maupun  mundur,  serta    motor  ON  pada  posisi maju  dan  mundur.  Hasil  yang  di  dapat  pada  pengukuran tegangan,  nilai  yang  terbesar  didapat  pada  kondisi  hanya vacuum ON  yaitu  11,9  volt  dan  hasil  paling  kecil  pada  saat kondisi  motor  ON  yaitu  11,6  volt.  Pada  pengukuran  arus, pengukuran  terbesar  di  dapat  pada  saat  kondisi vacuum dan motor  nyala  bersama  yaitu  5  ampere  pada  posisi  mundur  dan pengukuran terkecil didapat pada kondisi motor ON yaitu 1,62 ampere  dapa  posisi  motor  mundur.  Sedangkan  untuk  daya yang  terpakai  nilai  terbesarnya  yaitu  89  watt  dan  daya  paling kecil 19 watt.

## C. Hasil Pengujian Bluetooth
TABEL 2. PENGUJIAN BLUETOOTH No. Jarak Transfer Data 1 1 Meter 0,15 detik 2 3 Meter 0,15 detik 3 5 Meter 0,23 detik 4 7 Meter 0,28 detik 5 10 Meter 0,28 detik 6 12 Meter 0,39 detik 7 15 Meter 1,19 detik 8 17 Meter 1,27 detik 9 20 Meter Tidak Terkirim
Hasil  dari  pengujian  transmisi bluetooth menunjukkan hasil sesuai dengan yang diinginkan pada Tabel 2 didapat hasil untuk  pengujian  di  atas  jarak  15  meter  pengiriman  data terhambat  ( delay ).  Sedangkan  jarak  di  atas  20  meter  tidak terhubung  dan  transfer  data  tidak  terkirim  karena  jangkauan jarak  efektif  modul bluetooth HC-05  terkoneksi  dalam range 10 meter.

## D. Hasil Pengukuran Hardware Alat Pembersih Lantai

## TABEL 3.SPESIFIKASI ALAT PEMBERSIH LANTAI
No. Spesifikasi Keterangan 1 Panjang 47 cm 2 Lebar 25 cm 3 Tinggi 31 cm 4 Ground Clearence 4 cm 5 Diameter ban 3 inch 6 Berat 3,2 kg 7 Arus maksimal 5 Ampere 8 Tegangan maksimal 11,9 volt 9 Jangkauan sensor ultrasonik 15 cm 10 Jangkauan bluetooth 15  meter 11 Kecepatan angin fan penyedot 5,8 m/s 12 Derajat belok roda 50 º 13 Noise 90 dB
Dari  pengukuran hardware pada  Tabel  3  dimensi  dari perangkat  cukup  mudah  dioperasikan  dalam  ruangan  besar maupun kecil dengan panjang 47 cm, lebar 25 cm, dan tinggi
Ratnasari Nur Rohmah, Nindya Kaloka, Pemanfaatan Smartphone Berbasis Android Sebagai Pengontrol Alat Pembersih Lantai
31  cm.  sedangkan  untuk  kecepatan fan angin  penyedot  yang diukur  dengan  Anemometer  bernilai  5,8  m/s  dan  untuk noise yang diukur dengan dB meter bernilai kurang lebih 90dB.

## E. Hasil Pengujian Rangkaian Vacuum
TABEL 4.PENGUJIAN VACUUM CLEANER
No. Jenis Kotoran Jumlah Keterangan 1 Gula 20 mg 17 detik 2 Garam halus 20 mg 11 detik 3 Bubuk kopi 20 mg 5 detik 4 Potongan kertas 20 mg 8 detik
Dari  pengujian  pada vacuum  cleaner pada  tabel  4  bahan atau  debu  dapat  terhisap  oleh vacuum  cleaner seperti  bubuk kopi,  garam  halus,  dan  potongan  kertas.  Pada  jenis  kotoran bubuk  kopi vacuum  cleaner dapat  membutuhkan  waktu  5 detik  sedangkan  yang  paling  lama  dalam  proses  penyedotan dalam  pengujian  adalah  proses  pembersihkan  gula    dimana sebanyak 20mg gula membutuhkan waktu selama 17 detik.

## F. Persamaan Daya Hisap Vacuum Cleaner
Mencari  perhitungan  daya  hisap vacuum  cleaner dapat diperoleh dari Persamaan 1.
Q = V x A
(1)
Keterangan dari persamaan 1 : Q   = kapasitas daya hisap vacuum cleaner (m 3 /s) V   = kecepatan angin penghisap (m/s) A  = luas penampang lubang hisap (m 2 ) Berdasarkan persamaan 1, didapat perhitungan daya hisap vacuum cleaner sebagai berikut :
V = 5,8 m/s A = 6,16 m 2 Q = V x A
Q = 5,8 m/s x 6,16 m 2 Q = 35,728 m3/s
Adapun Luas penampang didapat dari Persamaan 2.
(2) x 1,4 x 1,4 A = 6,16 m 2
Gambar 7. Tampak depan Alat
Gambar 8. Pengujian Sensor Ultrasonik Gambar 9. Pengujian Vacuum Cleaner

## Gambar 10. Pengujian Aplikasi Android

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengujian yang didapat dari perancangan  alat  pembersih  lantai  ini  yakni  alat  ini  dapat bergerak  sesuai  dengan  perintah  yang  diinputkan  melalui aplikasi  android  yang  berupa  gerakan  maju,  mundur,  belok kanan,  belok  kiri  maupun  berhenti.  Pada  pengujian  transmisi konektivitas melalui bluetooth alat ini dapat terhubung dengan jarak  maksimal  17  meter  dengan  pemasangan  sensor ultrasonik  12  cm  dari ground .  Sedangkan  untuk  kecepatan transfer  data  dapat  terhubung  dengan  cepat  tanpa delay pada jarak  maksimal  12  meter.  Pada  pengujian  sensor  ultrasonik HC-SR04  dapat  bekerja  baik  ketika  sensor  mendeteksi  benda yang menhalangi minimum 15 cm, maka buzzer akan berbunyi sebagai  indikator  bahwa  ada  halangan  yang  sangat  dekat dengan alat ini.  Rangkaian  vacuum  pada alat ini juga bekerja dengan  baik  yang  dapat  menghisap  partikel-partikel  kotoran dengan sempurna.

## PERSANTUNAN
Alhamdulillah  puji  syukur  berkat  Rahmat  Allah  SWT penulis  dapat  menyelesaikan  tugas  akhir  ini  dengan  baik. Berkat  Karunia-Nya  pula  penulis  diberikan  kemudahan  dan dikelilingi orang – orang yang membantu dalam mengerjakan tugas akhir ini, maka penulis berterimakasih kepada :
1. Orang  tua  yang  mendoakan  dan  menyemangati  dalam mengerjakan tugas akhir ini.
2. Ketua Jurusan Teknik
Elektro Universitas
Muhammadiyah  Surakarta  Bapak  Umar,  S.T.,M.T.  dan seluruh  dosen  Jurusan  Teknik  Elektro  Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Mahasiswa  Teknik  Elektro  UMS,  Khairunnisa  Sekar  R, Dimas  Septian,  Dian  Arieska,  Sadam  Husein,  Fatih, Muhammad  Afan,  Muhammad  Bayu,  Agnes  Nita Wijayanti, Sri Indah Puja Ningsih, Amy Novalia, Rofika Ayuningtyas.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Ardhi,  Setya,  dan  Hari  Sutiksno.  2016.  Perancangan  dan  Pembuatan Prototipe  Alat  Pembersih  Lantai  dari  Jaringan  Bluetooth.  Seminar Internasional dan Konferensi Nasional IDEC 2016.
[2] Monaiou-Olaru  dan  Nitulescu.  2011.  Hexapod  Robot.  Virtual  Models forPreliminary Studies, 1St International Conference on System Theory Control and Computing (ICSTCC).
[3] Muhira,  Muhammad,  dkk.  2017.    Rancang  Bangun  Robot  Pembersih Lantai Berbasis Arduino .
[4] Saniya,  Nina  dan  Umi  Fadillah.  2018.  Alat  Monitoring  Suhu  Kabel Trafo Berbasis Arduino dengan SMS.
[5] Sofana. 2008.Membangun Jaringan Komputer. Penerbit Informatika:Bandung.
[6] Rohmah, Ratnasari Nur, dan Laksono Budi Prianggodo. 2016. Rancang Bangun  Robot  Beroda  dengan Object  Tracking sebagai  Dasar Pengendalian Gerakan Robot. Jurnal PROtek Vol. 03.
[7] Yongkui Ma, Yuming Wei, dkk.(2014). Design and Implementation of The  Smart  Home  App  Based  on  The  Android  System .China:  Harbin Institute of Technology.