Otomatisasi Rumah Pintar Arduino: Sirkuit, Kode Sumber & Panduan DIY

Proyek Sistem Otomatisasi Rumah Pintar menggunakan Arduino

Otomatisasi (seperti otomatisasi rumah dan otomatisasi industri dll) telah menjadi penting di dunia saat ini karena membantu menyelesaikan tugas dengan bantuan manusia yang lebih sedikit dan dengan cara yang lebih cerdas. Rumah menjadi lebih cerdas dan dikembangkan saat ini dengan bantuan perangkat otomatisasi. Alat listrik rumah tangga menggunakan saklar dikontrol jarak jauh alih-alih saklar konvensional. Di dunia saat ini, sebagian besar orang memiliki akses ke smartphone dan penggunaannya telah menjadi sangat populer dan penting dalam hidup kita. Kita dapat menggunakan smartphone untuk mengontrol alat rumah tangga dengan satu klik atau satu pesan. Dengan bantuan pengontrol dan perangkat komunikasi, alat rumah tangga dapat dikontrol secara jarak jauh. Dalam proyek ini, kita akan menggunakan papan Arduino UNO untuk pengembangan proyek Otomatisasi Rumah Pintar dengan modul Bluetooth HC-05 yang dikontrol secara jarak jauh oleh smartphone. Ini dapat sangat membantu bagi orang yang mengalami paralisis yang tidak dapat melakukan pekerjaan mereka sendiri dan perangkat semacam ini dapat menjadi bantuan besar bagi orang-orang ini.

• Post Terkait: Sistem Otomatisasi Rumah Berbasis Pengenalan Suara

Komponen yang Diperlukan

• Arduino UNO
• Modul Bluetooth HC-05
• Relay
• Kabel jumper
• Lampu pijar
• Aplikasi Bluetooth Terminal HC-05 (Unduh dari play store)

Arduino UNO

Arduino adalah platform open-source yang digunakan untuk mengembangkan proyek elektronika. Arduino dapat diprogram dengan mudah, dihapus dan diprogram ulang kapan saja. Ada banyak papan Arduino yang tersedia di pasaran seperti Arduino UNO, Arduino Nano, Arduino Mega, Arduino lilypad, dll dengan spesifikasi yang berbeda sesuai penggunaannya. Dalam proyek ini, kita akan menggunakan Arduino UNO untuk mengontrol alat rumah tangga secara otomatis. Papan ini memiliki mikrokontroler IC ATmega328 yang berjalan pada kecepatan jam 16MHz. Papan ini kuat yang dapat bekerja pada protokol komunikasi USART, I2C dan SPI. Biasanya papan ini diprogram menggunakan perangkat lunak Arduino IDE menggunakan kabel mikro USB. ATmega328 dilengkapi dengan boot loader onboard yang terprogram sebelumnya yang memudahkan pengunggahan kode tanpa bantuan perangkat keras eksternal. Papan ini memiliki aplikasi luas dalam pembuatan proyek atau produk elektronika. Bahasa C dan C++ digunakan untuk memprogram papan yang sangat mudah untuk dipelajari dan digunakan. Arduino IDE memudahkan pemrograman. Arduino IDE memisahkan kode dalam dua bagian yaitu void setup() dan void loop(). Fungsi void setup() berjalan hanya sekali dan digunakan terutama untuk memulai beberapa proses sementara void loop() terdiri dari bagian kode yang harus dieksekusi secara berkelanjutan.

Model ini terdiri dari 6 pin input analog dan 14 pin GPIO digital yang dapat digunakan sebagai input-output, 6 di antaranya menyediakan output PWM dan analog menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), digitalRead() dan analogRead(). 6 saluran input analog berasal dari pin A0 hingga A5 dan menyediakan resolusi 10-bit. Papan dapat di dayakan baik menggunakan kabel USB yang beroperasi pada 5 volt atau melalui jack DC yang beroperasi antara 7 hingga 20 volt. Ada regulator tegangan onboard untuk menghasilkan 3.3 volt untuk mengoperasikan perangkat daya rendah. Karena ATmega328 bekerja pada protokol komunikasi USART, SPI dan I2C, memiliki pin 0 (Rx) dan 1(Tx) untuk komunikasi USART, SDA (A4) dan SCL (A5) pin untuk I2C dan SS (10), MOSI (11), MISO (12) dan SCK (13) pin untuk protokol komunikasi SPI. Spesifikasi ini membuat papan Arduino Uno sempurna untuk proyek Otomatisasi Rumah.

• Post Terkait: Sirkuit Mata Elektronik menggunakan LDR dan IC 4049 Untuk Kontrol Keamanan

Modul Bluetooth HC-05

HC-05 adalah modul Bluetooth yang digunakan untuk komunikasi nirkabel. Modul ini sebagian besar digunakan untuk memasangkan komunikasi serial dua arah nirkabel antara mikrokontroler, smartphone, komputer, sensor, dll. Jangkauan modul Bluetooth ini kurang dari 100 meter dan juga bergantung pada kondisi atmosfer. Modul ini bekerja pada protokol USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter) untuk berkomunikasi dengan perangkat lain. Modul ini dapat bekerja baik dalam mode master maupun slave dengan baud rate yang didukung 9600, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400 dan 460800. Secara default, modul bekerja dalam mode slave dan mode master dapat dikonfigurasi menggunakan perintah AT. Modul ini dapat digunakan untuk mentransfer data dua arah dari mikrokontroler ke perangkat dan dari perangkat ke mikrokontroler. Modul Bluetooth HC-05 bekerja dalam mode command dan mode data. Mode command digunakan untuk mengakses pengaturan konfigurasi HC-05 menggunakan beberapa perintah AT dan Mode data digunakan untuk mengirim data secara serial. Mode command dapat diakses dengan memutihkan pin “key” dan menggunakan perintah AT kita dapat mengubah pengaturannya. Ada beberapa perintah AT yang dapat digunakan untuk mengubah nama, kata sandi, baud rate, dll. dari modul. Berikut beberapa perintah AT:

• AT – untuk memeriksa apakah modul berkomunikasi atau tidak
• AT+NAME = hc-05 – untuk mengubah nama perangkat menjadi “hc-05”
• AT+PSWD = 1234 – untuk mengubah kata sandi menjadi 1234
• AT+UART = 9600, 1, 0 – untuk mengubah baud rate menjadi 9600, stop bit menjadi 1 dan parity bit menjadi 0.

Proyek Terkait: Sirkuit Lampu Darurat Otomatis LED menggunakan LDR

Pin Out HC-05:

Pin EN/Key: Pin ini digunakan untuk mengatur modul Bluetooth dalam mode command atau mode data. Mode command dapat diakses dengan menyetel pin ini ke high dan mode data dapat diakses dengan menyetelnya ke low. Secara default, pin ini diatur ke low dalam mode data.

• VCC: Ini adalah pin suplai daya yang terhubung ke 5V atau 3.3V.
• Ground: Ini adalah pin ground modul Bluetooth.
• TXD: Pin ini digunakan untuk transmisi serial data.
• RXD: Pin ini digunakan untuk menerima data secara serial.
• State: Pin ini memberi tahu apakah modul terhubung atau terputus dengan perangkat lain.

Pin pada HC-05	Deskripsi
EN/key	High – Mode Command, Low – Mode Data
VCC	3.3 V hingga 5 V
GND	Ground
TXD	Transmisi Data Serial
RXD	Terima Data Serial
State	Menampilkan modul terhubung atau tidak

Dalam proyek ini, HC-05 digunakan untuk memasangkan komunikasi serial nirkabel antara Arduino Uno dan Smartphone. Ini dapat dilakukan dengan menghubungkan HC-05 dengan Arduino Uno dan menginstal aplikasi pada smartphone. Meskipun ada berbagai aplikasi yang tersedia untuk menghubungkan smartphone ke HC-05. namun di sini kita akan menggunakan Bluetooth Terminal HC-05 yang dapat diunduh dari play store. Hubungkan HC-05 dengan Arduino UNO seperti yang diberikan dalam diagram sirkuit. Pin TXD HC-05 pergi ke RX (pin 0) dan pin RXD HC-05 pergi ke TXD (pin 1) Arduino Uno. EN/key diatur ke LOW. Nyalakan Bluetooth smartphone Anda dan cari perangkat Bluetooth. Hubungkan ke perangkat Bluetooth bernama “HC-05”. Secara default kata sandi adalah “0000” atau “1234”.

Modul Bluetooth HC-05 memiliki lampu LED merah bawaan yang menunjukkan status koneksi. Sebelum koneksi, lampu berkedip terus-menerus secara berkala dan setelah terhubung kecepatan kedipannya melambat.

• Proyek Terkait: Sirkuit Saklar Sentuh Sederhana menggunakan Timer 555 & Transistor BC547

Aplikasi Modul Bluetooth HC-05:

• Komputer dan perangkat periferal
• Penerima GPS
• Kontrol industri
• Proyek mikrokontroler

Relay

Relay adalah saklar elektromagnetik yang dioperasikan oleh arus listrik kecil untuk menyalakan atau mematikan satu atau banyak sirkuit yang lebih besar. Relay terdiri dari kuil elektromagnetik yang berubah menjadi magnet sementara ketika arus listrik kecil melewatinya. Arus yang relatif kecil digunakan untuk menciptakan medan magnet dalam kuil dengan inti dan ini digunakan untuk mengoperasikan saklar yang dapat mengontrol arus yang jauh lebih besar. Dulu relay digunakan dalam telegraf dan pertukaran telepon untuk memperkuat sinyal. Setelah penemuan komputer, relay digunakan untuk melakukan operasi Boolean dan logika. Relay hadir dalam berbagai ukuran dan variasi sesuai penggunaannya dalam sirkuit. Aplikasi utama relay meliputi kontrol motor, aplikasi otomotif, aplikasi industri, otomatisasi rumah, dll.

Dalam proyek ini, kita akan menggunakan relay elektromagnetik untuk menyalakan dan mematikan alat rumah tangga seperti lampu tabung, lampu, kipas atau sumber daya AC lainnya di rumah kita dengan memberikan sinyal DC dari Arduino UNO. Relay memiliki 6 pin, dua di antaranya VCC dan Ground digunakan untuk memberikan daya ke relay. Satu pin adalah pin Data yang digunakan untuk mengambil sinyal “1” atau “0” dari mikrokontroler. 3 pin lainnya Normally Closed (NC), Common, Normally Open (NO) digunakan untuk menghubungkan alat daya AC. Relay ini bekerja dalam dua kondisi yaitu dalam kondisi Normally Open atau Normally Close:

Normally Open: Relay menutup sirkuit setiap kali diaktif dan membuka sirkuit setiap kali dinonaktifkan.

Normally Close: Relay membuka sirkuit setiap kali diaktif dan menutup sirkuit setiap kali dinonaktifkan.

• Proyek Terkait: Lampu Malam Otomatis Menggunakan Arduino dan LDR

Pinout Relay:

Pin pada RELAY	Deskripsi
VCC	5V
GND	Ground
Pin Data	“1” atau “0” dari mikrokontroler
NC	Untuk Sirkuit Normally Closed
COM	Common
NO	Untuk Sirkuit Normally Open

Aplikasi Relay:

• Relay digunakan untuk menyediakan logika yang penting untuk keselamatan.
• Relay digunakan untuk mengontrol sirkuit tegangan tinggi dengan sinyal tegangan kecil.
• Relay juga digunakan untuk tujuan perlindungan.
• Relay digunakan di substasi dan grid saat menyuplai listrik dari satu titik ke titik lain.

Proyek Terkait: Sistem Kontrol Lampu Jalan Otomatis menggunakan LDR

Diagram Sirkuit

Sirkuit dirancang menggunakan Arduino, Bluetooth, relay, dan LED. Kami telah menghubungkan Bluetooth secara serial dengan Arduino. Relay digunakan untuk mengoperasikan alat rumah tangga. Kami telah menggunakan empat relay untuk empat alat. Anda dapat mengubah jumlah relay untuk mengoperasikan berbagai alat rumah tangga sesuai kebutuhan. Sambil beralih ke perangkat keras, LED akan diganti dengan Lampu.

Perintah untuk mengontrol alat rumah tangga akan dikirim melalui “Aplikasi Bluetooth Terminal HC-05 ” dari smartphone Anda ke Bluetooth yang terhubung ke Arduino. Kemudian Arduino membaca data yang datang secara serial ke Bluetooth. Oleh karena itu, tindakan dilakukan sesuai dengan perintah yang datang dari Bluetooth ke Arduino.

• Proyek Terkait: Proyek Elektronik Kontrol Lampu Lalu Lintas menggunakan IC 4017 & Timer 555

Kerja Otomatisasi Rumah Berbasis Arduino

Buat koneksi untuk proyek Otomatisasi Rumah seperti yang diberikan dalam diagram sirkuit. Pertama-tama, kita menghubungkan lampu dengan sumber daya AC dan dengan relay seperti yang diberikan dalam diagram sirkuit. Kemudian relay diberikan daya DC dari papan Arduino Uno. Pin data relay terhubung ke pin 8, 9, 10 dan 11 ke Arduino yang merupakan pin output Arduino. Kemudian hubungkan modul HC-05 dengan Papan Arduino seperti yang ditunjukkan dalam diagram dan dayakan Papan Arduino. Unggah kode yang diberikan di akhir proyek menggunakan Arduino IDE. Nyalakan Bluetooth di smartphone Anda dan hubungkan modul HC-05 dengan memasukkan kata sandi. Secara default, kata sandi adalah “0000” atau “1234”. Setelah berhasil menghubungkan smartphone Anda dengan HC-05, Buka “Aplikasi Bluetooth Terminal HC-05 di smartphone Anda” dan akan menunjukkan perangkat Anda terhubung ke HC-05. Sekarang kirim data “Bulb1 turn on” atau “Bulb2 to turn off” untuk menyalakan atau mematikan lampu. Begitulah cara Anda dapat mengontrol lampu di rumah Anda secara jarak jauh.

• Proyek Terkait: Sirkuit Saklar Tepukan Elektronik Proyek menggunakan Timer 555

Kode Proyek

#include<SoftwareSerial.h>

int bulb1 = 8;
int bulb2 = 9;
int bulb3 = 10;
int bulb4 = 11;

SoftwareSerial bt(0,1); /* (Rx,Tx) */

String str;

void setup() {
bt.begin(9600);
Serial.begin(9600);

pinMode(bulb1,OUTPUT);
pinMode(bulb2,OUTPUT);
pinMode(bulb3,OUTPUT);
pinMode(bulb4,OUTPUT);

}

void loop() {

if (bt.available())
{
str = bt.read();
Serial.println(str);
//bulb1
if(str==”bulb1 on”)
{
digitalWrite(bulb1,HIGH);
Serial.println(“BUlB 1 is ON”);
}
else if(str==”bulb1 off”)
{
digitalWrite(bulb1,LOW);
Serial.println(“BUlB 1 is OFF”);
}
else
{
digitalWrite(bulb1,LOW);
}
//bulb2
if(str==”bulb2 on”)
{
digitalWrite(bulb2,HIGH);
Serial.println(“BUlB 2 is ON”);
}
else if(str==”bulb2 off”)
{
digitalWrite(bulb2,LOW);
Serial.println(“BUlB 2 is OFF”);
}
else
{
digitalWrite(bulb2,LOW);
}
////bulb3
if(str==”bulb3 on”)
{
digitalWrite(bulb3,HIGH);
Serial.println(“BUlB 3 is ON”);
}
else if(str==”bulb3 off”)
{
digitalWrite(bulb3,LOW);
Serial.println(“BUlB 3 is OFF”);
}
else
{
digitalWrite(bulb3,LOW);
}
//bulb4
if(str==”bulb4 on”)
{
digitalWrite(bulb4,HIGH);
Serial.println(“BUlB 4 is ON”);
}
else if(str==”bulb4 off”)
{
digitalWrite(bulb4,LOW);
Serial.println(“BUlB 4 is OFF”);
}
else
{
digitalWrite(bulb4,LOW);
}

}
}

Penjelasan Kode Pemrograman

Sertakan library yang diperlukan untuk proyek, library SoftwareSerial.h diimpor untuk komunikasi serial dengan Modul Bluetooth HC-05.

#include<SoftwareSerial.h>

Deklarasi variabel pin output Arduino pada 8, 9, 10 dan 11 yang pergi ke pin data dari keempat relay. Variabel string “str” menyimpan data yang kita terima dari smartphone menggunakan Modul Bluetooth HC-05.

int bulb1 = 8;

int bulb2 = 9;

int bulb3 = 10;

int bulb4 = 11;

String str;

pinMode(bulb1,OUTPUT);

pinMode(bulb2,OUTPUT);

pinMode(bulb3,OUTPUT);

pinMode(bulb4,OUTPUT);

Komunikasi serial Bluetooth dan serial monitor diinisialisasi pada baud rate 9600.

bt.begin(9600);

Serial.begin(9600);

Jika data yang diterima dari smartphone menggunakan Modul Bluetooth HC-05 adalah “bulb1 on” maka kita menyalakan lampu 1 dengan menyetel pin data relay sebagai HIGH. Jika data adalah “bulb1 off” maka kita mematikan lampu dengan menyetel pin data relay sebagai LOW. Jika tidak ada data yang diterima untuk lampu 1 maka kita setel lampu 1 ke LOW. Hal yang sama dilakukan untuk lampu 2, lampu 3, lampu 4.

if(str==”bulb1 on”)

{

digitalWrite(bulb1,HIGH);

Serial.println(“BUlB 1 is ON”);

}

else if(str==”bulb1 off”)

{

digitalWrite(bulb1,LOW);

Serial.println(“BUlB 1 is OFF”);

}

else

{

digitalWrite(bulb1,LOW);

}

Oleh karena itu, Anda dapat mengontrol alat rumah tangga mana pun di rumah Anda menggunakan Arduino UNO, Bluetooth, dan relay. Kami juga telah memberikan informasi teknis untuk komponen yang diperlukan untuk membangun proyek ini. Diagram sirkuit terdiri dari LED yang akan diganti dengan lampu AC yang digunakan di rumah.

Proyek Terkait:

• Sistem Penyiraman & Pengairan Tanaman Otomatis – Sirkuit, Kode & Laporan Proyek
• Sirkuit Alarm Hujan – Detektor Salju, Air dan Hujan Proyek
• Diagram Sirkuit Indikator Tingkat Air – Dua Proyek Sederhana
• Lebih Banyak Proyek Teknik Listrik & Elektronika