vii

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL ........................................................................................... i

HALAMAN JUDUL ............................................................................................. ii

PERNYATAAN .................................................................................................... iii

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR .................................................... iv

BERITA ACARA TUGAS AKHIR .....................................................................v

KATA PENGANTAR .......................................................................................... vi

ABSTRAK ........................................................................................................... vii

ABSTRACT ......................................................................................................... viii

DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xi

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xi

DAFTAR KODE PROGRAM .......................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................1

1.1 Latar Belakang ................................................................................................1

1.2 Rumusan Masalah ...........................................................................................3

1.3 Tujuan .............................................................................................................3

1.4 Manfaat ...........................................................................................................4

1.5 Batasan Masalah .............................................................................................4

1.6 Sistematika Penulisan .....................................................................................4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................................6 2.1 State of the Art ................................................................................................6

2.2 Raspberry Pi ....................................................................................................9

2.2.1 Sejarah Raspberry Pi ...............................................................................9

2.2.2 Komponen Raspberry Pi........................................................................10

2.2.3 GPIO Raspberry Pi ................................................................................11

2.3 Arduino .........................................................................................................12

2.3.1 Sejarah Arduino .....................................................................................13

2.3.2 Komponen Arduino UNO R3 ................................................................13

2.3.3 Spesifikasi Arduino Uno R3 ..................................................................14

2.4 Komunikasi Serial .........................................................................................15

2.4.1 Metode Transmisi Data .........................................................................16

2.4.2 Komunikasi UART ................................................................................17

2.4.3 Modul Komunikasi UART ....................................................................17

2.5 Modul Relay ..................................................................................................19

2.5 Modul Sensor Cahaya LDR ..........................................................................21

2.6 Telegram .......................................................................................................22

2.6.1 Telegram Bot .........................................................................................22

2.6.2 Cara Kerja Telegram Bot.......................................................................23

BAB III METODE DAN PERANCANGAN SISTEM ....................................25 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian .......................................................................25

3.2 Data ...............................................................................................................25

3.2.1 Sumber Data ..........................................................................................25

3.2.2 Jenis Data...............................................................................................25

viii

3.2.3 Metode Pengumpulan Data ...................................................................26

3.3 Metodologi Penelitian .................................................................................26

3.3.1 Analisa Kebutuhan ................................................................................27

3.3.2 Perancangan Alur Kerja Sistem.............................................................27

3.3.3 Perancangan Desain Perangkat Keras ...................................................27

3.3.4 Uji Coba.................................................................................................27

3.3.5 Pembuatan Laporan ...............................................................................28

3.4 Kebutuhan Hardware dan Software ..............................................................28

3.4.1 Kebutuhan Hardware ............................................................................28

3.4.2 Kebutuhan Software ..............................................................................29

3.5 Gambaran Umum Sistem ..............................................................................30

3.5.1 Gambaran Umum Diagram Blok...........................................................31

3.5.2 Gambaran Umum Use Case Diagram ...................................................33

3.6 Rancangan Diagram Alir ..............................................................................34

3.6.1 Diagram Alir Perintah Telegram ...........................................................34

3.6.2 Diagram Alir Raspberry Pi Mengirim Perintah ke Arduino Uno..........36

3.6.3 Diagram Alir Arduino Uno ...................................................................38

3.6.4 Diagram Alir Kirim Data RS485 ...........................................................40

3.6.5 Diagram Alir Proses Menerima Data RS485 ........................................41

3.7 Diagram Fishbone .........................................................................................42

3.8 Perancangan Perangkat Keras .......................................................................43

3.8.1 Perancangan Rangakaian Raspberry Pi RS485 .....................................43

3.8.2 Perancangan Rangakaian Arduino Uno RS485 .....................................44

3.8.3 Perancangan Rangakaian Modul Relay .................................................45

3.8.4 Perancangan Rangakaian Modul LDR ..................................................46

3.8.5 Perancangan Rangakaian Modul Slave 1 ..............................................47

3.8.6 Perancangan Rangakaian Modul Slave 2 ..............................................48

3.8.7 Perancangan Rangakaian Keseluruhan..................................................49

3.9 Rancangan Antarmuka Aplikasi ...................................................................50

3.9.1 Rancangan Antarmuka Telegram Bot ...................................................50

3.9.2 Rancangan Antarmuka Tampilan Status pada Web ..............................53

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA HASIL ...............................................55 4.1 Realisasi Hasil Perancangan Kontrol dan Monitor Nyala Lampu ................55

4.1.1 Pembuatan Telegram Bot ......................................................................55

4.1.2 Implementasi Antarmuka Telegram Bot ...............................................56

4.1.3 Implementasi Sistem Kontrol dan Monitor Nyala Lampu ....................60

4.2 Pengujian Kontrol dan Monitor Menggunakan Telegram Bot......................62

4.2.1 Penambahan Telegram Bot ....................................................................62

4.2.2 Pengujian Kontrol dan Monitor Menggunakan Telegram Bot ..............63

4.2.3 Pengujian Tampilan Web ......................................................................76

4.2.4 Pengujian Fitur Nyala Lampu Otomatis ................................................76

4.2.5 Pengujian Keberhasilan Kontrol dan Monitor .......................................79

BAB V PENUTUP ................................................................................................82 5.1 Simpulan .......................................................................................................82

5.2 Saran .............................................................................................................83

DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................84

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Board Raspberry Pi 3 Model B ........................................................10

Gambar 2.2 GPIO Raspberry Pi 3 Model B .........................................................12

Gambar 2.3 Board Arduino Uno R3 ....................................................................14

Gambar 2.4 Modul UART RS485 ........................................................................18

Gambar 2. 5 Komunikasi Multi Drop RS485 .......................................................19

Gambar 2.6 Modul Relay .....................................................................................20

Gambar 2.7 Sensor Cahaya LDR .........................................................................21

Gambar 2.8 Cara Kerja Bot ..................................................................................23

Gambar 3.1 Metodelogi Penelitian .......................................................................26

Gambar 3.2 Gambaran Umum Sistem .................................................................30

Gambar 3.3 Gambaran Umum Diagram Blok ......................................................31

Gambar 3.4 Use Case Diagram ............................................................................34

Gambar 3.5 Diagram Alir Proses Perintah Telegram ...........................................35

Gambar 3.6 Diagram Alir Raspberry Pi Mengirim Perintah ke Arduino Uno .....37

Gambar 3.7 Diagram Alir Arduino Uno ..............................................................39

Gambar 3.8 Diagram Alir Proses Kirirm Data RS485 .........................................40

Gambar 3.9 Diagram Alir Proses Menerima Data RS485 ...................................41

Gambar 3.10 Diagram Fishbone ..........................................................................42

Gambar 3.11 Raspberry Pi RS485 .......................................................................43

Gambar 3.12 Arduino RS485 ...............................................................................44

Gambar 3.13 Perancangan Modul Relay ..............................................................45

Gambar 3.14 Perancangan Modul LDR ...............................................................46

Gambar 3.15 Modul Slave 1 .................................................................................47

Gambar 3.16 Modul Slave 2 .................................................................................48

Gambar 3. 17 Perancangan Rangkaian Keseluruhan. ..........................................49

Gambar 3.18 Antarmuka Kontrol On ...................................................................51

Gambar 3.19 Antarmuka Kontrol Off ...................................................................52

Gambar 3.20 Antarmuka Monitor ........................................................................53

Gambar 3.21 Antarmuka Web ..............................................................................54

Gambar 4.1 Membuat Bot Baru ...........................................................................55

Gambar 4.2 Kode Bot ...........................................................................................56

Gambar 4.3 Kontrol Nyala ...................................................................................57

Gambar 4.4 Kontrol Mati .....................................................................................58

Gambar 4.5 Monitor .............................................................................................59

Gambar 4.6 Modul Slave 1 ...................................................................................60

Gambar 4.7 Modul Slave 2 ...................................................................................61

Gambar 4.8 Sistem Keseluruhan ..........................................................................62

Gambar 4.9 Penambahan Telegram Bot ...............................................................63

x

Gambar 4.10 Memilih Perintah Kontrol Nyala ....................................................64

Gambar 4.11 Perintah Menyalakan Lampu 1 .......................................................64

Gambar 4.12 Modul Relay Status Nyala ..............................................................66

Gambar 4.13 Status Relay dan Lampu .................................................................67

Gambar 4.14 Kontrol Lampu 1 Nyala ..................................................................68

Gambar 4.15 Memilih Perintah Kontrol Mati ......................................................69

Gambar 4.16 Perintah Mematikan Lampu 1 ........................................................69

Gambar 4.17 Status Relay Mati ...........................................................................71

Gambar 4.18 Status Relay dan Lampu .................................................................72

Gambar 4.19 Kontrol Lampu 1 Mati ....................................................................73

Gambar 4.20 Memilih Perintah Monitor ..............................................................74

Gambar 4.21 Sensor LDR Intensitas Cahaya Rendah ..........................................74

Gambar 4.22 Monitor Lampu Mati ......................................................................75

Gambar 4.23 Sensor LDR Intensitas Cahaya Tinggi ...........................................75

Gambar 4.24 Monitor Lampu Nyala ....................................................................76

Gambar 4.25 Tampilan Web ................................................................................76

Gambar 4.26 Nilai Sensor Cahaya Tinggi ............................................................77

Gambar 4.27 Lampu Otomatis Mati .....................................................................77

Gambar 4.28 Nilai Sensor Cahaya Rendah ..........................................................78

Gambar 4.29 Lampu Otomatis Nyala ...................................................................79

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spesifikasi Arduino Uno R3 .................................................................14

Tabel 3.1 Kebutuhan Hardware ............................................................................28

Tabel 3.2 Kebutuhan software ..............................................................................29

Tabel 4.1 Pengujian Keberhasilan Kontrol ...........................................................79

Tabel 4.2 Pengujian Keberhasilan Monitor ...........................................................80

xii

DAFTAR KODE PROGRAM

Kode Program 4.1 Perintah Mengirim Data a .....................................................65

Kode Program 4.2 Menerima Data a ...................................................................65

Kode Program 4.3 Mengirim Status Relay ..........................................................66

Kode Program 4.4 Mengirim Nilai sensor ...........................................................67

Kode Program 4.5 Membaca Status Relay dan Nilai Sensor ...............................67

Kode Program 4.6 Perintah Mengirim Data d .....................................................70

Kode Program 4.7 Menerima Data d ...................................................................70

Kode Program 4.8 Mengirim Status Relay ..........................................................71

Kode Program 4.9 Mengirim Nilai Sensor ..........................................................72

Kode Program 4.10 Membaca Status Relay dan Nilai Sensor .............................72

xiii

ABSTRAK

Saklar dapat digantikan dengan komputer mini untuk menyalakan dan

mematikan lampu. Raspberry Pi adalah komputer mini yang dapat menggantikan

saklar untuk menyalakan dan mematikan lampu melalui aplikasi Telegram.

Aplikasi Telegram adalah aplikasi perpesanan multiplatform. Aplikasi Telegram

memiliki fitur bot yang digunakan untuk mencari gambar, berita dan bermain

game. Fitur bot ini yang digunakan untuk melakukan kontrol dan monitor nyala

lampu dari jarak jauh. Perangkat keras yang digunakan untuk merancang sistem

adalah Raspberry Pi, Arduino Uno, modul relay, modul RS485 dan sensor

cahaya. Sistem dibagi menjadi bagian modul master dan modul slave. Modul

master adalah Raspberry Pi dan modul slave adalah Arduino Uno. Modul master

dan modul slave berkomunikasi menggunakan modul RS485. Modul relay

berfungsi mematikan atau menyalakan lampu dan sensor cahaya untuk memantau

intensitas cahaya sekitar lampu. Pengguna menggunakan sistem dengan

mengirimkan pesan ke Telegram bot. Modul master menerima pesan dan

memerintahkan modul slave untuk menjalankan perintah sesuai pesan yang

dikirim pengguna. Beradasarkan uji coba dan analisa yang dilakukan untuk

keberhasilan kontrol lampu sebesar 98.75 % berhasil dan sebesar 1.25 % gagal.

Keberhasilan monitor lampu sebesar 97.5% berhasil dan sebesar 2.5 % gagal.

Kata kunci: Lampu, Raspbery Pi, Arduino Uno, Komunikasi Serial, Bot

Telegram .

xiv

ABSTRACT

Switches can be replaced by a mini computer to turn the lamp on and off.

Raspberry Pi is a mini computer that can replace the switch to turn the lamp on

and off through the Telegram app. Telegram app is a multiplatform messaging

app. The Telegram app has a bot feature to search for images, news and gaming.

This bot feature is used to control and monitor the lamp remotely. The hardware

used in designing the system is Raspberry Pi, Arduino Uno, relay module, RS485

module and light sensor. The system is divided into master modules and slave

modules. The master module is Raspberry Pi and the slave module is Arduino

Uno. The master module and the slave module communicate using the RS485

module. Relay module function to turn off or turn on the lamp and light sensor to

monitor the intensity of light around the lamp. User use the system by sending

messages to Telegram bots. The master module receives messages and commands

the slave module to execute commands according to the messages the user sends

Based on trials and analyzes conducted for successful control of lamps of 98.75%

succeeded and at 1.25% failed. The success of the lamp monitor was 97.5%

successful and 2.5% failed.

Keywords : Lamp, Raspbery Pi, Arduino Uno, Serial communication, Telegram

Bot

1

BAB I

PENDAHULUAN

Bab Pendahuluan terdiri dari uraian latar belakang yang mendasari

pembuatan tugas akhir, baik manfaat maupun tujuan penelitian yang ingin dicapai,

serta batasan masalah yang membatasi pembahasan yang diuraikan. Bab

Pendahuluan disajikan sesuai kerangka penyusunan pada sitematika penulisan

yang menjadi acuan penyusunan tugas akhir.

1.1 Latar Belakang

Perkembangan ilmu pengetahuan yang sangat pesat mampu melakukan

sesuatu kegiatan dengan praktis, ditandai dengan bermunculannya teknologi yang

mampu mengendalikan benda dari jarak jauh menggunakan internet. Benda yang

terhubung dengan internet dapat dikendalikan dari jarak jauh tanpa batasan jarak

untuk mengendalikannya, konsep teknologi ini lebih dikenal dengan sebutan

Internet of Things (IoT). Internet of Things (IoT) dapat diartikan benda-benda di

sekitar kita dapat berkomunikasi antara satu sama lain melalui jaringan internet.

Konsep teknologi Internet of Things (IoT) dapat dipergunakan untuk

manajemen benda elektronik. Manajemen benda elektronik dari jarak jauh

diperlukan untuk mengurangi konsusmi energi yang tidak diperlukan.

Permasalahan yang sering muncul adalah kecerobohan manusia yang lupa

mematikan benda elektronik khususnya lampu saat melakukan aktivitas diluar

rumah. Manajemen benda elektronik dapat melakukan fungsi kontrol dan monitor

benda elektronik dari jarak jauh.

Konsep teknologi Internet of Things (IoT) dapat dikombinasikan dengan

komputer untuk membuat sebuah sistem kontrol dan monitor benda elektronik

dari jarak jauh. Seiring berkembangnya teknologi pemanfaatan komputer mampu

digantikan komputer mini untuk mempermudah pekerjaan manusia seperti

melakukan manajemen benda elektronik dari jarak jauh. Komputer mini adalah

sebuah perangkat komputer dengan ukuran kecil yang memiliki sistem operasi

2

tertentu dan kapasitas processor yang besar sesuai dengan versinya. Komputer

mini memiliki ukuran kurang lebih sebesar kartu kredit serta memiliki daya

rendah sehingga pemanfaatan komputer mini ini jauh lebih mudah digunakan

untuk membantu pekerjaan manusia. Kelemahan komputer mini hanya mampu

membantu melaksanakan tugas ringan seperti browsing, komputasi sederhana dan

mengetik dokumen, salah satu perangkat komputer mini adalah Raspberry Pi.

Raspberry Pi adalah salah satu perangkat komputer mini yang memiliki

komponen yang hampir sama dengan komputer biasa. Ukuran Raspberry Pi hanya

sebesar kartu kredit dan memiliki fitur yang hampir sama dengan komputer pada

umumnya seperti membuat program, menonton video resolusi tinggi. Raspberry

Pi mendukung sistem operasi berbasis Linux namun sistem operasi yang

dikembangkan khusus untuk Raspberry pi adalah sitem operasi Raspbian. Sistem

operasi Raspbian merupakan sistem operasi berbasis Linux. Raspberry Pi

memiliki port GPIO (General Purpose Input Output) yang memiliki fungsi untuk

berkomunikasi dengan perangkat keras lainnya dengan memberikan input atau

output. Port GPIO (General Purpose Input Output) dapat diprogram sesuai

dengan kebutuhan pengguna, sehingga Raspberry Pi dapat digunakan untuk

membangun sistem manajemen benda elektronik khususnya nyala lampu

Penelitian mengenai perancangan sistem kontrol dan monitor nyala lampu

menggunakan Raspberry Pi telah banyak dilakukan. Penelitian yang berjudul

“Perancangan Pengontrolan Nyala Lampu dan Kipas Angin Pada Sebuah

Ruangan Menggunakan Raspberry Pi Model B dengan Web Gui (Imam Tri

Baskoro, Darjat, and Sudjadi. 2013), telah merancang pengontrolan nyala lampu

dan kipas angin berbasis web. Kontrol nyala lampu dan kipas angina hanya dapat

dilakukan pada lokasi sekitaran jangkuan router karena kontrolnya menggunakan

jaringan WLAN yang hanya mencakup wilayah tertentu.

Terdapat pula penelitian yang berjudul” Penggunaan Raspberry Pi Sebagai

Web Server Pada Rumah Untuk Sistem Pengendali Lampu Jarak Jauh dan

Pemantauan Suhu” (Ignatius Prima Haryo Prabowo, Saptadi Nugroho, Darmawan

Utomo. 2014), telah merancang web server yang digunakan untuk mengendalikan

lampu jarak jauh dengan menggunakan Raspberry Pi sebagai modul master dan

3

mikrokontroler ATmega8535 sebagai modul slave. Komunikasi antara modul

master dan slave menggunakan komunikasi serial. Kontrol lampu dan pemantuan

suhu dilakukan dengan mengakses web server.

Berdasarkan penelitian sebelumnya, kontrol dan monitor nyala lampu

menggunakan Raspberry Pi telah berhasil dibuat namun kontrolnya masih pada

ruang lingkup terbatas dan belum ada yang membuat fitur monitor nyala lampu.

Fitur monitor nyala lampu berfungsi untuk memastikan bahwa kontrol yang

dilakukan apakah sudah berjalan sesuai atau belum sesuai.

Munculah sebuah gagasan untuk melakukan pengembangan sistem kontrol

dan monitor nyala lampu menggunakan Raspberry Pi dan Arduino Uno.

Raspberry Pi berfungsi sebagai modul master serta Arduino Uno berfungsi

sebagai modul slave. Kontrol dan monitor nyala lampu dapat diakses melalui

aplikasi sosial media Telegram.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan terdapat beberapa pokok

permasalahan yang dibahas adalah sebagai berikut.

1. Bagaimana membangun rangkaian sistem kontrol dan monitor nyala

lampu yang mampu menghubungkan banyak perangkat keras

mikrokontroler.

2. Bagaimana membangun rangkaian sistem kontrol dan monitor nyala

lampu yang dapat digunakan dari jarak jauh.

1.3 Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian Kontrol dan Monitor Nyala

Lampu Menggunakan Raspberry Pi adalah sebagai berikut.

1. Menghasilkan sebuah rangkaian sistem kontrol dan monitor nyala lampu

yang mampu menghubungkan banyak perangkat keras mikrokontroler

untuk menunjang kebutuhan kedepannya.

2. Memudahkan pengguna dalam melakukan kontrol dan monitor nyala yang

dapat digunakan dari jarak jauh.

4

1.4 Manfaat

Manfaat yang diharapkan dan diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai

berikut.

1. Dapat menghubungkan banyak perangkat mikrokontroler untuk kebutuhan

kedepannya.

2. Memudahkan dalam mengontrol dan monitor nyala lampu karena dapat

digunakan dari jarak jauh menggunakan aplikasi perpesanan Telegram.

1.5 Batasan Masalah

Melihat luasnya permasalahan yang dapat ditimbulkan maka diberikan

ruang lingkup dan batasan permasalahan agar tujuan pembahasan lebih terarah

serta untuk membatasi permasalahan adalah sebagai berikut.

1. Sistem kontrol dan monitor nyala lampu terbagi menjadi dua bagian yaitu

modul master dan modul slave. Modul master yaitu Raspberry Pi yang

berfungsi melakukan perintah kontrol atau monitor. Modul slave yaitu

Arduino Uno yang meliputi modul relay yang akan melakukan kontrol

lampu dan modul sensor cahaya LDR yang akan memonitor lampu.

2. Menggunakan komunikasi serial dengan modul RS485 untuk

menghubungkan Raspberry Pi dengan Arduino Uno dan tidak

menggunakan protokol Modbus.

3. Menggunakan aplikasi Telegram untuk melakukan kontrol dan monitor

nyala lampu dari jarak jauh.

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan Laporan Tugas Akhir mengenai Kontrol dan

Monitor Nyala Lampu Menggunakan Raspberry Pi ini adalah sebagai berikut.

BAB I PENDAHULUAN

Bab Pendahuluan menguraikan tentang Latar Belakang, Perumusan

Masalah, Batasan Masalah, Tujuan Penelitian, Manfaat Penelitian dan

Sistematika Penulisan.

5

BAB II KAJIAN PUSTAKA

Bab Kajian Pustaka menguraikan berbagai teori penunjang, state of the

art, metode, dan teknologi yang digunakan dalam pembuatan kontrol

dan monitor nyala lampu menggunakan Raspberry Pi.

BAB III METODE DAN PERANCANGAN SISTEM

Bab Metode dan Perancangan Sistem menguraikan tentang tempat dan

waktu pengembangan sistem dan penelitian, metodologi penelitian,

sumber data, metode pengumpulan data, kebutuhan perancangan sistem

dan perancangan perangkat keras.

BAB IV PEMBAHASAN DAN ANALISA HASIL

Bab Pembahasan dan Analisa Hasil menguraikan tentang implementasi

sistem, uji coba desain antar muka dan analisis tingkat keberhasilan

dalam kontrol dan monitor nyala lampu menggunakan Raspberry Pi.

BAB V PENUTUP

Bab Penutup menguraikan tentang kesimpulan dan saran yang

berhubungan dengan permasalahan yang telah dibahas serta tindakan

yang harus diambil atas hasil penelitian.