## ARDUINO DAN MODUL WIFI ESP8266 SEBAGAI MEDIA KENDALI JARAK JAUH DENGAN ANTARMUKA BERBASIS ANDROID
S. Samsugi 1) , Ardiansyah 2) , Dyan Kastutara 1)
1) Informatika, FTIK, Universitas Teknokrat Indonesia, Bandar Lampung, Indonesia 35142
2) Program Studi Ilmu Komputer, FMIPA, Universitas Lampung, Bandar Lampung, Indonesia 35145
1) s.samsugi@teknokrat.ac.id, 2) ardiansyah.unila@gmail.com

## Abstrak
Energi  listrik  merupakan  salah  satu  kebutuhan  pokok yang  sangat  penting  bagi  kehidupan  manusia  saat  ini, hampir  setiap  kegiatan  yang  dilakukan  manusia berhubungan  dengan  energi  listrik.  Perkembangan teknologi  dibidang  elektronika  saat  ini  membuat  pola pikir  manusia  semakin  kedepan  dalam  penerapan peralatan  elektronika.Teknologi  elektronika  yang  dapat mengendalikan  peralatan  elektronik  rumah  tangga  dari jarak  jauh  salah  satunya  teknologi  internet  of  things. Teknologi  lain  yang  dikembangkan  adalah  teknologi yang  bertujuan  untuk  menghemat  energi  listrik  yang digunakan  pada  rumah  tangga.  Internet  of  Things didefinisikan  sebagai  interkoneksi  dari  perangkat komputasi tertanam (embedded computing devices) yang teridentifikasi secara unik dalam keberadaan infrastruktur internet. Sistem kendali pada penelitian ini dirancang menggunakan Arduino UNO dengan mikrokontroler  ATmega328  sebagai  pusat  kendali  dari sistem,  serta  modul  wifi  ESP8266  guna  untuk komunikasi  kontroler  ke  internet  melalui  media  wifi. Interface dibuat dengan berbasis Android.
Kata  kunci :  energi  listrik,  internet  of  things,  Arduino, modul wifi esp8266

## 1. Pendahuluan
Energi  listrik  merupakan  salah  satu  kebutuhan  pokok yang  sangat  penting  bagi  kehidupan  manusia  saat  ini, hampir  setiap  kegiatan  yang  dilakukan  manusia berhubungan  dengan  energi  listrik.  Perkembangan teknologi  dibidang  elektronika  saat  ini  membuat  pola pikir  manusia  semakin  kedepan  dalam  penerapan peralatan  elektronika.  Salah  satu  yang  dikembangkan adalah  teknologi  elektronika  yang  dapat  mengendalikan peralatan  elektronik  rumah  tangga  dari  jarak  jauh. Internet of Things didefinisikan sebagai interkoneksi dari perangkat  komputasi  tertanam  (embedded  computing devices)  yang  teridentifikasi  secara  unik  dalam keberadaan  infrastruktur  internet.  Internet  of  Things adalah  sebuah  konsep  komputasi  yang  menggambarkan masa  depan  dimana  setiap  obyek  fisik  dapat  terhubung dengan  internet  dan  dapat  mengidentifikasi  dengan sendirinya antar perangkat lain Sulistyanto et al [1].
Berdasarkan permasalahan tersebut, dilakukanlah penelitian  terhadap  pengembangan  sistem  kendali  jarak jauh  yang  dapat  mengendalikan  perangkat  elektronik rumah  tangga  melalui  media  internet.  Pengembangan sistem  kendali  ini  bertujuan  untuk  mengontrol  alat
elektronik  rumah  agar  energi  listrik  yang  digunakan tidak  berlebihan  sehingga  menyebabkan  pengeluaran biaya yang tinggi.
Sistem  kendali  ini  dirancang  menggunakan  Arduino UNO dengan  mikrokontroler  ATmega328  sebagai pusat kendali  dari  sistem,  serta  modul  wifi  ESP8266  guna untuk  komunikasi  kontroler  ke  internet  melalui  media wifi  [2].  Penelitian  ini  difokuskan  pada  mengendalikan lampu dari jarak jauh. Aplikasi antarmuka dibuat dengan menggunakan HTML5.

## 2. Pembahasan

## A. Analisa Kebutuhan Hardware dan Software
Bahan dan peralatan  yang dibutuhkan dalam pembuatan sistem  kendali  jarak  jauh  berbasis  Arduino  dengan modul  WiFi  ESP8266  pada  aplikasi  Internet  of  Things (IoT)  meliputi  Hardware  (Perangkat  Keras)  berupa Arduino  UNO,  Modul  WiFi  ESP8266  –  01,  Modul Relay  4  channel,  Mini  Router  (Modem)  Andromax M2Y,  Smartphone  ASUS  Zenfone  4,  Catu  Daya  / Adaptor  12  Volt,  Power  Supply  3,3v  /  5v  YwRobot, Breadboard,  Kabel  Jumper,  Fitting  Lampu,  dan  Lampu. Software  (Perangkat  Lunak)  terdiri  dari  Arduino  IDE, Fritzing, Sublime Text / Adobe Dreamweaver.

## B. Metode Pengumpulan Data
Metode  pengumpulan  data  yang  biasa  digunakan diantaranya  adalah  wawancara,  survey  langsung  ke lapangan,  membaca  manual atau blueprint dokumentasi, menelaah  setiap  data  yang  didapat  dari  data-data sebelumnya.  Metode  pada  laporan  penelitian  yang dilakukan  dalam  membuat  sistem  kendali  jarak  jauh berbasis  Arduino  menggunakan  modul  WiFi  ESP8266 pada aplikasi Internet of Things yaitu dengan melakukan studi  pustaka  dengan  cara  mencari  dan  mengumpulkan data-data  obyek  yang  akan  dibuat  melalui  buku-buku, tesis dan jurnal-jurnal ilmiah, maupun dari internet.
C. Jalannya Penelitian
Penelitian  yang  dilakukan  dalam  membuat  sistem kendali jarak jauh berbasis Arduino menggunakan modul WiFi ESP8266 pada aplikasi Internet of Things.
D. Perancangan Sistem Kendali
Bagian  ini  penulis  menjelaskan  bagaimana  merancang sistem  kendali  jarak  jauh  dengan  menggunakan teknologi  internet  of  things.  Sistem  kendali  jarak  jauh yang akan dirancang dapat digambarkan dengan diagram pada gambar 1

## Gambar 1 Sistem kendali jarak jauh
E. Perancangan Antarmuka Berbasis Android Pada  tahapan  ini  adalah  membangun  purwarupa (prototype)  pengendalian  perangkat  elektronik  rumah tangga dan sistem IoT pada platform Android. Gambar 2 berikut menunjukan purwarupa yang telah dikembangkan. Melalui antar muka android dimaksudkan  dapat  melakukan  pengendalian  terhadap perangkat AC dan Lampu [3].
Gambar 2. Desain Kontroler berbasis android
F. Thingspeak : A IoT Web Services Thingspeak  merupakan  web  berbasis  open  API  IOT source  platform  informasi  yang  komprehensif  dalam menyimpan data sensor dari 'aplikasi IOT' bervariasi dan berkonspirasi, data output yang dihasilkan dalam bentuk grafik di tingkat web. Thingspeak berkomunikasi dengan bantuan  koneksi  internet  yang  bertindak  sebagai  „paket data‟  pembawa  antara  „hal/benda  (sensor)‟  yang  saling terhubung  dan  Thingspeak  mengambil,  menyimpan, menganalisis,  mengamati  dan  bekerja  pada  data  yang dirasakan dari sensor yang terhubung ke  mikrokontroler seperti  'Arduino,  modul  TI  CC3200,  Raspberry-pi  dll [4].
Berikutnya  adalah  prototipe  produk  yang  dihasilkan yang  di  rancang  menyerupai  ruangan  di  dalam  rumah yag terdiri dari 4 lampu. Dapat dilihat pada Gambar 3.

## Gambar 3 Prototipe rumah
G. Flowchart Sistem Kendali
Diagram  alir  (flowchart)  sistem  pada  sistem  kendali jarak  jauh  berbasis  arduino  menggunakan  modul  wifi esp8266 pada aplikasi internet of thing dapat dilihat pada gambar 4
Mulai Selesai Halaman Login Input username, password Halaman Utama Input Pilih lampu Cek login Mengirim data ke thingspeak
Pilih Halaman Kendali Pilih Logout Thingspeak mengubah data Arduino menerima data Proses Eksekusi Arduino Output Lampu menyala / mati Berhasil Gagal YA TIDAK TIDAK YA

## Gambar 4 Flowchart Sistem Kendali
H.  Implementasi  sistem  merupakan  dimana  sebuah sistem  yang  telah  di  buat  sebelumnya  sudah  bisa digunakan.  Bab  ini  merupakan  hasil  akhir  dalam pembuatan sebuah sistem kendali jarak jauh [5]. Berikut ini  adalah penggunaan program  beserta fasilitas-fasilitas yang disediakan dalam sistem.
1. Halaman Login
Halaman  Login  merupakan  halaman  awal  ketika mengakses alamat website dan berfungsi untuk menjaga keamanan sistem.

## Gambar 5 Halaman Login
Pengujian  yang  dilakukan  yaitu  untuk  mengetahui kinerja  dari  alat  pengendali  jarak  jauh  pada  penerapan teknologi  internet  of  things.  Pengujian  dilakukan  untuk mengetahui  perbedaan  waktu  atau  waktu yang dibutuhkan pengguna dari memberikan perintah dari web yang  sudah  dibuat  sampai  dengan  lampu  menyala  atau mati.  Pengujian  ini  dilakukan  dengan  beberapa  koneksi internet seperti 3G dan 4G.
Gambar 6 Kode Program Pengujian Modul Relay

## Tabel 1 Relay

## 2. Pengujian Kinerja Alat
Pengujian  Arduino  UNO  merupakan  pengujian  yang dilakukan  untuk  mengetahui  tegangan  pada  setiap  pin yang  ada  pada  Arduino  UNO.  Arduino  UNO  diberi tegangan  input  sebesar  5  volt  dan  pin  output  diukur menggunakan  multimeter.  Pengujian  pada  pin  Arduino dilakukan dengan memberikan logika HIGH dari pin 0 – 13 dan pin A0 – A5. Pengujian pin output Arduino UNO didapatkan  hasil  tegangan  sebesar  4,8  Volt.  Hasil  ini mendekati tegangan operasi yaitu sebesar 5 Volt. 2. Modul WiFi ESP8266 – 01
Pengujian modul WiFi ESP8266 – 01 dilakukan dengan cara  memberikan  tegangan  sebesar  3,3  volt.  Catu  daya yang diberikan tidak dari pin 3,3 volt Arduino melainkan menggunakan catu daya terpisah sehingga membutuhkan voltage  regulator  1117.  Voltage  regulator  yang digunakan  yaitu  AMS1117-3,3. Pin Rx dan Tx  Arduino dihubungkan dengan pin Rx dan Tx pada ESP8266 – 01 dapat dilihat pada gambar 7.

## Gambar 7 Rangkaian Pengujian Modul ESP8266 - 01
Pengaturan  awal  modul  Esp8266  untuk  menjadikan Access Point dengan perintah AT Command “AT+CWMODE=2”  pada  serial  monitor  kemudian, dengan  menggunakan  smartphone  atau  laptop  untuk mendeteksi  dan  menghubungkan  wifi  pada  modul Esp8266  –  01.  Pengujian  modul  wifi  esp8255  –  01 menunjukan  bahwa  modul  terdeteksi  dan  dapat terhubung dengan baik.
Dalam  penelitian  ini,  diperlukan  pergantian  firmware 0x00000  dan  0x40000  dengan  cara  melakukan  flashing
pada  modul  esp8266  –  01.  Flashing  dilakukan  dengan menggunakan  Arduino  UNO  dan  tools  flashing. Sebelum  melakukan  flashing,  adapun  kode  program yang  harus  di  upload  ke  mikrokontroler  yang  dapat dilihat pada gambar 8

## Gambar 8 Kode Program Flashing ESP8266 – 01
Pengujian  kinerja  alat  yaitu  untuk  mengetahui  waktu yang dibutuhkan atau waktu eksekusi dengan membandingkan  jaringan  3G  dan  4G.  Pengujian  ini membutuhkan  satu  modul  untuk  menunjukan  waktu ketika lampu menyala atau mati. Modul yang digunakan yaitu Real Time Clock DS3231. Real Time Clock(RTC) DS3231  dapat  berfungsi  untuk  menyimpan  waktu  yang sebelumnya  sudah  di  setting  terlebih  dahulu,  sehingga pada saat pengujian tidak perlu melakukan setting untuk mengatur  waktu  agar  dapat  menampilkan  waktu  ketika lampu menyala.
Diketahui  bahwa  sistem  kendali  jarak  jauh  ini menggunakan  media  web  sebagai  kendali  atau  kontrol untuk  memberikan  perintah  ke  Arduino  UNO  sehingga, untuk mengetahui waktu yang dibutuhkan hingga lampu menyala  atau  mati  dapat  dilihat  dari  waktu  yang disimpan  pada  database  server  web  hosting,  waktu update pada server api.thingspeak.com, dan waktu  yang ditampilkan  pada  serial  monitor  Arduino  IDE  ketika lampu menyala atau mati. Pengujian dilakukan sebanyak 10  kali  kemudian  akan  dicari  rata-rata  waktu  eksekusi setiap  pengujian,  sehingga  didapatkan  rumus  untuk mencari rata – rata waktu yang ditunjukan dalam satuan detik.
Rumus : R = (L1-DS)+(L1-DS)+(L3-DS)+(L4-DS) / 4 R =  Rata-rata waktu eksekusi DS = Waktu pada database server L1 = Waktu lampu 1 L2 = Waktu lampu 2 L3 = Waktu lampu 3 L4 = Waktu lampu 4
Pengujian  output  dilakukan  dengan  menggunakan  web yang  sudah  dibuat  untuk  mengetahui  apakah  alat  sudah
berfungsi  dengan  baik  untuk  penerapan  internet  of things. Hasil pengujian dapat dilihat pada tabel 2 Hasil pengujian modul relay 4 channel dapat dilihat pada tabel 2.

## Tabel 2 Pengujian Saklar
Hasil  pengujian  dari  relay  menunjukkan  bahwa  .modul relay 4 channel berfungsi dengan baik.
Gambar 9 Antar Muka Android sebagai Saklar

## Gambar 10 Pengujian Penyalaan Lampu

## 3. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  perancangan  dan  hasil  pengujian  dari sistem  kendali  jarak  jauh  berbasis  Arduino  dengan menggunkan modul wifi ESP8266 pada aplikasi internet of things dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Rangkaian alat terdiri dari Arduino UNO, modul wifi ESP8266  versi  01,  dan  modul  relay  4  channel  sebagai saklar  otomatis  untuk  memutus  atau  menyambungkan aliran listrik ke lampu.
2. Rangkaian ditambahkan dengan modul real time clock DS3231  yang  berfungsi  untuk  membantu  menghitung waktu  eksekusi  dari  data  yang  tersimpan  ke  database server hingga lampu menyala atau mati Saran
Dalam  pembuatan  alat  ini  berdasarkan  dari  penerapan teknologi  internet  of  things  masih  banyak  terdapat kekurangan.  Saran  yang  dapat  disampaikan  untuk peneliti selanjutnya yaitu :
Program  yang  ditanamkan  pada  Arduino  membutuhkan pengulangan  (looping)  untuk  mendapatkan  data  dari Thingspeak,  sehingga  dapat  menyebabkan  penggunaan paket  data  yang  berlebihan.    Peneliti  berikutnya  dapat memperbaiki  alat,  sehingga  alat  dapat  bekerja  tanpa harus  melakukan  pengulangan  dalam  mengambil  atau menerima data dari Thingspeak 3. Cuplikan Dalam  pembuatan  jurnal  ini,  penulis  menyampaikan banyak terimakasih kepada Kementrian Ristekdikti yang telah membiayai sehingga penelitian ini dapat dilakukan dan berjalan sesuai dengan yang direncanakan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]      Sulistyanto, M. T., Nugraha, D. A., dkk. (2015). Implementasi IoT (Internet of Things) dalam pembelajaran di Universitas Kanjuruhan Malang. SMARTICS Journal, 1(1), 20-23.
[2] Alamsyah, Ardi, A., & Faisal, M. N. (2015). Perancangan dan Penerapan Sistem Kontrol Peralatan Elektronik Jarak Jauh Berbasis Web. Jurnal Mekanikal, 6(2), 577-584.
[3] Giyartono, A., & Kresnha, P. E. (2015). Aplikasi Android Pengendali Lampu Rumah Berbasis Mikrokontroler
ATmega328. Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2015, pp.
1-9.
[4] Pasha, S.(2016).Thingspeak Basic Sensing and Monitoring System for IoT with Matlab Analisis.International Journal of New Technology and Research(IJNTR) .2(6).19-23.
[5] Luitel,  S.2013.  Design  and  Implementation  of  a  Smart  Home System.Tesis.  Degree  Programme  Information  Technology, Helsinki  Metropolia  University  of  Apllied  Science.Helsinki, Finlandia.
[6] Zanella, A., & Vangelista, L..Internet of Things for Smart Cities. IEEE INTERNET OF THINGS JOURNAL, 1(1), 22-32.