I. PENDAHULUAN

System kontrol ini dirancang dengan memanfaatkan mikrokontroller dan perangkat android sebagai media kontrolnya. System ini menggunakan modul Bluetooth HC-06 sebagai media komunikasi antar android dan mikrokontroller. Dimana perintah input yang berasal dari perangkat androidakan dikirimkan melalui bluetooth dan mikrokontroller akan menerima data tersebut lalu akan dikirim kan ke modul LED, sehingga LED akan mengikuti perintah apa yang telah dikirimkan dari android device tersebut. System ini dapat mengontrol LED tanpa harus menyentuh langsung ke stop kontak yang relative berbahaya. Selain itu system ini dirancangagar LED dapat diatur kecerahanya sehingga dapat menyesuaikan dengan kebutuhan dan dapat menghemat daya yang dibutuhkan.

II. LANDASAN TEORI

A. LEDLight Emitting Diode (LED) merupakan jenis dioda

semikonduktor yang dapat mengeluarkan energi cahaya ketika diberikan tegangan.

Gambar 1. Struktur Dasar LED

Semikonduktor merupakan material yang dapat menghantarkan arus listrik, meskipun tidak sebaik konduktor listrik. Semikonduktor umumnya dibuat dari konduktor lemah yang diberi pengoto’ berupa material lain. Dalam LED digunakan konduktor dengan gabungan unsur logam aluminium-gallium-arsenit (AlGaAs). Konduktor AlGaAs murni tidak memiliki pasangan elektron bebas sehingga tidak dapat mengalirkan arus listrik. Oleh karena itu dilakukan prosesdoping dengan menambahkan elektron bebas untuk mengganggu keseimbangan konduktor tersebut, sehingga material yang ada menjadi semakin konduktif.

B. MikrokontrollerMikrokontroler adalah sebuah komputer didalam chip

yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik.

Mikrokontroler itu sejenis mikroprosesor yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiahnya adalah "pengendali kecil" dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi / diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini.

Salah satu penerapanya mikrokontroller digunakan didalam sebuah board yang bernama arduino Uno.. Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328. Memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset.

Gambar 2. ATmega 328 Pin Maping

C. PWMPulse Width Modulation (PWM) secara umum adalah

sebuah cara memanipulasi lebar sinyal yang dinyatakan dengan pulsa dalam satu periode, untuk mendapatkan tegangan rata-rata yang berbeda. Bebarapa contoh aplikasi PWM adalah pemodulasian data untuk telekomunikasi, pengontrolan daya atau tegangan yang masuk ke beban, regulator tegangan, audio effect dan penguatan, serta aplikasi-aplikasi lainnya.  PWM merupakan salah satu teknik untuk mendapatkan sinyal analog dari sebuah piranti digital. Sebenarnya sinyal PWM dapat dibangkitkan dengan banyak cara, secara analog menggunakan IC op-amp atau secara digital.

Secara analog setiap perubahan PWM-nya sangat halus, sedangkan secara digital setiap perubahan PWM dipengaruhi oleh resolusi PWM itu sendiri. Resolusi adalah jumlah variasi perubahan nilai dalam PWM tersebut.

Gambar 3. Sinyal PWM

D. Komunikasi BluetoothBluetooth adalah sebuah teknologi komunikasi

wireless (tanpa kabel) yang beroperasi dalam pita frekuensi 2,4 GHz unlicensed ISM (Industrial, Scientific and Medical) dengan menggunakan sebuah frequency

hopping tranceiver yang mampu menyediakan layanan komunikasi data dan suara secara real -time antara host mto host bluetooth dengan jarak jangkauan layanan yang terbatas. Bluetooth sendiri menggunakan frekuensi radio standar IEEE 802.11. Bluetooth menggunakan salah satu dari dua jenis frekuensi Spread Specturm Radio yang digunakan untuk kebutuhan wireless. Jenis frekuensi yang digunakan adalah Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS), sedangkan yang satu lagi yaitu Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) digunakan oleh IEEE802.11xxx. Transceiver yang digunakan oleh bluetooth bekerja pada frekuensi 2,4 GHz unlicensed ISM (Industrial, Scientific, and Medical).

E. Komunikasi SerialKomunikasi serial adalah komunikasi yang pengiriman

datanya per-bit secara berurutan dan bergantian. Komunikasi ini mempunyai suatu kelebihan yaitu hanya membutuhkan satu jalur dan kabel yang sedikit dibandingkan dengan komunikasi parallel.

Komunikasi serial ada dua macam, asynchronous serial dan synchronous serial. Synchronous serial adalah komunikasi dimana hanya ada satu pihak (pengirim atau penerima) yang menghasilkan clock dan mengirimkan clock tersebut bersama-sama dengan data. Asynchronous serial adalah komunikasi dimana kedua pihak (pengirim dan penerima) masing-masing menghasilkan clock namun hanya data yang ditransmisikan, tanpa clock. Agar data yang dikirim sama dengan data yang diterima, maka kedua frekuensi clock harus sama dan harus terdapat sinkronisasi.

III. Arsitektur perancangan dan implementasi Hardware Bahjan Lighting Control System

Gambar 4. Diagram Arsitektur Bahjan Lighting Controll System

Sistem ini dirancang agar dapat mengontrol lampu LED yang berada di dalam rumah, baik itu lampu didalam ruangan maupun di luar ruangan. Sistem ini dikontrol dengan perangkat Android melalui media komunikasi wireless Bluetooth. Pada gambar 4 terdapat tiga bagian utama dari sistem ini, yaitu :

a. Aplication Controll, dimana user mengontrol langsung Unit Controll menggunakan perangkat Android yang berkomunikasi dengan Unit Controll melalui komunikasi Bluettoh.

b. Unit Controll,dimana mikrokontroller ATmega 328 berfungsi sebagai kontrol utama LED yang dikendalikan oleh Aplication Controll yang telah terhubung mealului jaringan Bluetooth.

c. Light Modul, dimana LED terhubung oleh Unit Control yang mengendalikan sinyal keluaran berupa sinyal PWM untuk menentukan keadaan LED.

Spesifikasi dari Bahjan Lighting Controll Sistem ini adalah sebagai berikut :

a. Mikrokontroller ATmega 328b. Tegangan input (batere DC 12 Volt dengan

Automatic Charging Sistem)c. Perangkat Android sebagai User Interface

Aplication Controll d. Wireless Bluetooth Module HC-06, sebagai media

komunikasi antara Unit Controll dengan Perangkat Android

e. LED 3 Watt

A. Perancangan dan Realisasi Aplication Controll(KA WANDI)

B. Perancangan dan Realisasi Unit Controll Di dalam perancangan dan realisasi Unit Controll

dilakukan dengan beberapa langkah yaitu, perancangan catu daya, perancangan voltage devider sebagai sensor Automatic Charging Controll, peracangan sistem minimum mikrokontroller, perancangan Bluetooth Modules dari Unit Controll ke perangkat Android.

1) Perancangan Catu DayaRangkaian adaptor adalah rangkaian yang dapat

menurunkan tegangan AC ke DC. Sistem ini menggunakan rangkaian adaptor 12 Volt. Dimana tegangan AC 220 Volt diturunkan menjadi 12 Volt DC. Rangkaian adaptor juga dapat digunakan sebagai charger baterai. Karena pada sistem ini menggunakan baterai 12 Volt yang dapat diisi ulang sebagai tegangan inputanya.

R1

1kΩ

R2

1kΩ V112 V

R3

400 Ω

Gambar 5. Rangkaian Adaptor DC 12 Volt

2) Perancangan Voltage DeviderRangkaian Voltage Devider berfungsi membagi tegangan

input menjadi beberapa bagian tegangan output. Tegangan input dari baterai sebesar 12 Volt, akantetapi mikrokontroller hanya membutuhkan tegangan maksimal sebesar 5 Volt. Jika resistor dirangkai secara pararel, maka nilai arus yang mengalir pada masing-masing resistor akan berbeda tetapi teganganya tetap. Namun, jika resistor dirangkai secara seri, maka nilai arus yang mengalir pada masing-masing resistor akan tetap akan tetapi nilai teganganya berbeda.

Persamaan rangkaian Voltage Devider adalah :

V ( R 3 )= R 3R 1+R 2+R 3

×Vi(1)

Gambar 6. Contoh Rangkaian Pembagi Tegangan

Voltage Devider juga dimanfaatkan sebagai sensor untuk membuat sistem Automatic Charging Controll. Antara baterai dan adaptor terdapat sebuah relay yang dikontrol oleh mikrokontroller. Mikrokontroller akan membaca besar tegangan baterai yang telah dihubungkan dengan rangkaian Voltage Devider. Jika tegangan terbaca sebesar dibawah 4,7 Volt mikrokontroller akan memberikan sinyal High pada pin digital dan secara otomatis relay akan ON dan terjadi proses pengisian baterai. Jika tegangan terbaca sebesar 5 Volt, mikrokontroller akan memberikan sinyal Low pada pin digital dan relay akan OFF sehingga tidak terjadi proses pengisian pada baterai.

3) Peracangan Sistem Minimum Mikrokontroller

Sismin adalah rangakaian sistem minimum mikrokontroler yang dibuat seminimum mungkin sesuai dengan sistem yang dirancang. Pada sistem ini sismin yang dirancang memiliki beberapa blok yaitu blok catu daya, konektor I/O digital dan analig seperti sensor dan LED,

blok serial, dan blok mikrokontroler. [4] Ukuran atau dimensi sismin disesuaikan dengan jumlah pin dan tempat yang telah disediakan. Keuntungan dengan membuat sismin sendiri disbanding dengan Developtment board yang telah dijual dipasaran adalah bisa menyesuaikan jumlah pin yang akan digunakan sehingga bisa menghemat ukuran, dan menghindari adanya pin yang tidak terpakai.

(rangkaian sismin schematicnya NYUSUL) .

4) Perancangan Bluetooth ModuleModul Bluetooth HC-06 adalah sebuah modul

Bluetooth serial yang digunakan untuk mengubah serial port ke Bluetooth. Modul ini terhubung dengan mikrokontroller dengan dua buah pin, yaitu pin Tx dan pin Rx. Modul ini memiliki dua mode kerja yaitu sebagai master dan sebagai slave. Pada sistem ini Bluetooth Module diatur sebagai slave mode. Penggunaan slave modes dikarenakan sistem yang dibuat bukanlah sistem yang mengontrol proses sinkronasi. Selain itu dengan slave mode lebih menghemat daya dan alasan keamanan dibandingkan dengan master mode. Untuk diatur kedalam slave mode dengan menggunakan AT-command “AT+ROLE=0”.

Gambar 7. HC-06 Bluetooth Serial Module

C. Perancangan dan Realisasi Light Module (ANGGARA)

D. Perancangan dan Realisasi ProgramDalam perancangan dan realisasi program terdapat beberapa bagian utama yaitu program dibagian control application dan unit control.

1) Perancangan Program Control Application (K WANDI)

2) Perancangan Program Unit ControllProgram pada Unit Controll dirancang agar

mikrokontroller dapat bekerja sesuai perintah yang diberikan oleh users melalui Aplication Controll dan dapat bekerja sesuai parameter-parameter yang ditentukan. Terdapat beberapa program yang ditanamkan didalam Unit Controll ini antara lain, Program On/Off Sistem, Program Sistem Reset. Program Automatic Charging Controll, Program Kontrol On/Off LED, Program Kontrol LED Dimer, Program LED RGB.

Program On/Off Sistem