Sistem Waktu Nyata ( Real-Time System )

Real-Time System pada Smart Home

Oleh :

IGO PRAKOSO ( K11111024 )AGAPITUS S.K. ( K11111048 )

ARI APRIANSYAH ( K11111042 )DIAN PANGESTU ( K11111021 )

SALMAN AL RASYID ( K11111043)

PROGRAM STUDI SISTEM KOMPUTERFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS TANJUNGPURA2015

A. Penjelasan Smart Home

Smart home System adalah sebuah sistem berbantuan komputer yang akan

memberikan segala kenyamanan, keselamatan, keamanan dan penghematan energi, yang

berlangsung secara otomatis dan terprogram melalui komputer, pada gedung atau rumah

tinggal anda. Dapat digunakan untuk menggendalikan hampir semua perlengkapan dan

peralatan di rumah Anda, mulai dari pengaturan tata lampu hingga ke berbagai alat-alat

rumah tangga, yang perintahnya dapat dilakukan dengan menggunakan suara, sinar merah

infra, atau melalui kendali jarak jauh (remote). Penerapan sistem ini memungkinkan Anda

untuk mengatur suhu ruangan melalui termostat pada sistem pemanas atau penyejuk hawa,

sehingga memberikan suasana "adanya kehidupan" meski sebenarnya Anda dan seisi

rumah sedang tidak ada di tempat.

Gambar 1. Fitur pada Smart Home

Hanya dengan melakukan hubungan telepon, maka Anda dapat mengatur buka-tutup

tirai yang mengunakan motor, mengatur penerangan di dalam atau luar rumah, mengawasi

seluruh aktivitas yang terjadi di rumah, atau mudahnya, bisa diartikan bahwa Anda

mengatur semua prasarana rumah atau kantor Anda yang menggunakan sumberdaya listrik

sebagai pembangkit kerjanya.

Di rumah-rumah yang berlahan luas, Smart home lebih terasa manfaatnya. 

Pernahkah Anda merasa gundah karena meninggalkan rumah yang rasanya belum terkunci

pintunya? Lain waktu, lampu teras yang belum menyala saat hari mulai gelap membuat

Anda ingin cepat pulang. Kalau pengalaman itu akrab dengan Anda, kinilah saatnya

berkenalan dengan Smart home.

Gambar 2. Perangkat yang terhubung dengan komputer kontrol

Kini dengan teknologi elektronik terbaru yang dinamakan smart home, Anda bisa

mengkontrol alat-alat elektronik Anda hanya dengan satu pengontrol pusat, ataupun Anda

bisa mengkontrolnya ketika Anda tidak ada di rumah Anda. Hanya dengan mengakses ke

unit kontrol utama sistem smart home, dimanapun Anda berada, Anda bisa menyala atau

mematikan alat-alat elektronik seperti lampu, pemanas air, kulkas, TV dan microwave,

Anda juga bisa mengaktifkan sistem keamanan, atau mengatur alat temperatur seperti AC

atau pemanas udara, dan juga bisa melihat keadaan luar dan dalam rumah lewat kamera

keamanan (CCTV) Anda.

Gambar 3. Perangkat yang bisa terhubung dalam sistem smart home

Perencanaan dengan menggunakan teknologi smart home harus dimulai dengan

pengaturan kabel-kabel elektronik pada tahap pembangunan rumah Anda. Sebelum rumah

Anda mulai pembangunan, penentuan terhadap alat-alat elektronik harus direncanakan dan

dipertimbangkan. Seperti alat-alat elektronik yang ingin digunakan dan lokasi alat-alat

elektronik itu ditempatkan.

Gambar 4. Rancangan perangkat smart home

Setelah menentukan alat-alat elektronik yang Anda ingin gunakan, tahap selanjutnya

adalah pengaturan kabel-kabel elektronik harus juga dipertimbangkan ketika arsitektur

merancang rumah Anda. Ini dikarenakan teknologi smart home memerlukan semua

koneksi kabel alat-alat elektronik yang ingin dikontrol lewat sistem smart home dan

dipusatkan pada unit kontrol utama.

B. Perangkat Keras

1. Komputer / PC

Komputer dalam sistem smart home bisa berfungsi sebagai server ataupun media

kontrol. Berfungsi sebagai server ketika sistem smart home hanya berskala kecil,

misalkan hanya sebatas pengontrolan dari dalam rumah saja. Berfungsi sebagai media

kontrol ketika komputer / PC telah diinstal software user interface untuk mengontrol

perangkat yang telah terhubung dengan sistem smart home.

Gambar 5. Komputer / PC

2. Smartphone

Smartphone berperan sebagai remote controller dalam pengendalian dan

monitoring pada sistem smart home. Smartphone akan tersambung dengan server yang

digunakan dalam smart home melalui media internet. Pada smartphone juga ditanam

aplikasi user interface untuk pengendalian perangkat elektronik yang terhubung dengan

sistem smart home.

Gambar 6. Smartphone

3. Sensor

Sensor adalah pendeteksi keadaan untuk mengaktifkan suatu eksekusi tertentu

sesuai dengan program yang sudah ditanamkan. Sebagai contoh, sistem pendeteksi api

pada ruangan memerlukan sensor panas untuk mendeteksi apakah ada api atau tidak

pada ruangan tersebut. Jika terdapat api maka sensor akan mengirimkan sinyal pada

mikrokontroler untuk selanjutnya dilakukan eksekusi penyemburan air. Dalam sistem

smart home sensor berperan sebagai “mata” yang dapat memantau dan mendeteksi

suatu keadaan tertentu.

Gambar 7. Kumpulan Sensor

4. Mikrokontroler

Mikrokontroler dalam sistem smart home adalah sebagai pengatur eksekusi dari

sinyal yang dikirimkan sensor dan diterima oleh mikrokontroler. Sinyal yang diterima

oleh mikrokontroler bukan hanya berasal dari sensor, namun juga bisa berasal dari

server komputer lewat komunikasi serial.

Gambar 8. Mikrokontroler

5. Perangkat Elektronik Rumah Tangga

Perangkat rumah tangga adalah perangkat yang akan dikendalikan oleh

mikrokontroler dengan suatu kondisi tertentu. Sebagai contoh, dalam penghematan

energi pemakaian lampu rumah digunakan sensor intensitas cahaya sebagai

pembanding cahaya luar dan dalam ruangan. Kemudian sensor intensitas cahaya akan

mengirimkan data intensitas cahaya tersebut ke mikrokontroler. Mikrokontroler akan

memberi perintah kepada aktuator untuk menghidupkan atau mematikan lampu. Dalam

kasus ini, lampu menjadi perangkat terakhir yang dikendalikan dalam 1 buah proses

kontrol.

Gambar 10. Perangkat Elektronik

C. Perangkat Lunak

Perangkat lunak atau software dalam sistem smart home dibuat sebagai aplikasi user

interface dalam pengontrolan sistem. Aplikasi ini berisi logika-logika berbeda pada setiap

fitur sesuai dengan fungsinya. Lewat aplikasi user interface ini lah command dikirimkan ke

mikrokontroler. Selain mengirimkan command, aplikasi UI juga dapat menerima data,

seperti gambar, waktu, atau video keadaan rumah. Ada beberapa basis bahasa

pemrograman untuk membuat aplikasi UI pada sistem smart home, seperti berbasis visual

basic, web (php, html, css), atau java.

1. Visual Basic

Visual basic pada sistem smart home bisa digunakan untuk sistem yang hanya

dikontrol dari dalam rumah saja, seperti sistem kontrol terpusat pada perusahaan yang

menggunakan sistem otomatis dan memiliki ruang kontrol khusus. Aplikasi yang

berbasis visual basic kurang cocok untuk pengontrolan jarak jauh, karena aplikasi yang

berbasis visual basic hanya dapat dijalankan di sistem operasi windows saja, sehingga

pengontrolan sistem hanya dapat dilakukan lewat media komputer PC atau laptop yang

memiliki sistem operasi windows saja.

Gambar 11. Contoh tampilan aplikasi yang berbasis Visual Basic

2. WEB

Aplikasi yang berbasis web sangat cocok untuk sistem smart home yang bisa

dikontrol dari jarak yang jauh, karena aplikasi yang berbasis web bisa diakses dari

komputer PC, laptop, maupun smartphone. Jarak kontrolnya pun tidak ada batasan

asalkan ada koneksi internet, karena untuk menerapkan kontrol rumah dari jarak jauh

pasti menggunakan koneksi internet sebagai media pengirim command dan penerima

data dari sistem smart home. Untuk tampilan, aplikasi berbasis web (web apps) sangat

dinamis dalam tampilannya, user bisa mengubah sendiri desain tampilan dari

aplikasinya.

Gambar 12. Contoh tampilan dari web apps

3. Java

Hampir sama dengan aplikasi berbasis web, aplikasi berbasis java juga dapat

digunakan untuk kontrol rumah dari jarak jauh, namun aplikasi berbasis java hanya

dapat digunakan untuk smartphone android. Penggunaan smartphone sangatlah efektif

dalam pengontrolan dari jarak yang jauh, karena smartphone merupakan salah satu

perangkat mobile yang bisa dibawa kemana saja. Syarat penggunaan aplikasi berbasis

java pada smartphone juga sama seperti aplikasi yang berbasis web, yaitu wajib

tersedia layanan internet.

Gambar 13. Contoh aplikasi yang berbasis java pada smartphone android

D. Proses pada Smart Home

Pada sistem smart home yang baik, terdapat laporan yang berupa data waktu,

gambar, atau video kondisi rumah yang dikirimkan ke aplikasi user interface dan bisa

diakses pada smartphone, komputer, maupun laptop. Gambaran sistem kerja pada smart

home dapat dilihat pada gambar 14.

Gambar 14. Diagram blok sistem smart home

Dari diagram blok pada gambar 14, dapat dijelaskan bahwa proses awal adalah pembacaan

kondisi oleh sensor-sensor yang telah dipasang. Kemudian sensor akan mengirimkan sinyal

ke mikrokontroler, lalu mikrokontroler akan mengaktifkan aktuator sesuai dengan kondisi

lingkungan yang di tangkap oleh sensor. Output dari sistem tersebut akan terus di evaluasi

dan proses terus melakukan looping. Selain itu pada diagram blok di atas, output tidak

hanya akan dievaluasi, melainkan akan dikirimkan juga data yang berupa waktu, gambar,

atau video kepada aplikasi user interface. Dari aplikasi user interface juga bisa

mengirimkan command untuk melakukan kontrol manual terhadap sistem smart home.

Sebagai contoh adalah sistem pemantauan kondisi rumah melalui kamera robot yang

bisa digerakkan lewat pc / smartphone. Sistem ini dapat melakukan pengendalian terhadap

TV dan lampu pekarangan. Video tangkapan dari kamera robot akan disimpan dan diproses

dalam server kamera yang sebenarnya itu adalah komputer yang terhubung dengan

internet. Fungsi mikrokontroler pada sistem ini adalah sebagai penggerak kamera robot

yang otomatis akan digerakkan sesuai dengan tangkapan video oleh kamera webcam.

Kemudian tangkapan video tersebut bisa diakses oleh komputer / pc, atau smartphone yang

terhubung ke server baik melalui jaringan LAN atau pun Internet. Dari komputer / pc, atau

smartphone itu pula dapat mengirimkan perintah untuk mengontrol pergerakan kamera, tv,

ataupun lampu pekarangan. Gambaran sistem ini dapat dilihat pada gambar 15.

Gambar 15. Contoh sistem cerdas untuk pengendalian berdasarkan video kondisi

lingkungan.

E. Real-Time pada Smart Home

Smart home termasuk jenis Soft Real Time Systems (SRTS). Soft Real Time Systems

adalah sistem yang mentoleransi adanya waktu yang telah melewati deadline waktu respon

yang seharusnya. Jika terjadi keterlambatan maka efek yang terjadi tidak fatal karena

hanya mengalami kerugian secara materil. Salah satu contoh dari keterlambatan dari sistem

smart home adalah transmisi video situasi di dalam rumah yang kurang cepat, sehingga

video yang diterima terpatah-patah tetapi hal itu masih bisa diberi toleransi karena masih

dapat memberikan informasi walaupun video yang diterima tidak lancar. Contoh lainnya

adalah sistem pembuka pintu garasi menggunakan suara. Jika jalur komunikasinya tidak

lancer maka pintu garasi akan lama terbuka. Jadi kerugian dari keterlambatan sistem ini

hanya sekedar perasaan kesal saja. Kunci utama dalam sistem smart home adalah internet

jika smart home akan dikendalikan dari jarak yang jauh. Internet adalah hal yang penting

karena internet menyambungkan remote control yang dapat berupa komputer / pc, laptop,

atau smartphone dengan perangkat mikrokontroler yang mengendalikan seluruh alat rumah

tangga yang terhubung kedalam sistem. Jalur internet yang digunakan haruslah tergolong

dengan kecepatan yang cukup tinggi supaya komunikasi dan responnya tidak terlalu lama.

Berbeda dengan Hard Real Time Systems (HRTS) yang tidak memperbolehkan sama

sekali keterlambatan atau waktu yang lewat dari deadline karena dapat mengakibatkan

system failure. Contoh dari HRTS adalah sistem kendali pada navigasi sayap pesawat. Jika

respon pada sayap pesawat melibihi waktu deadline yang telah ditentukan, maka resikonya

adalah kegagalan sistem yang dapat menghilangkan nyawa seluruh penumpang dan kru

yang ada di dalam pesawat. Karena hal tersebutlah HRTS tidak memperbolehkan

sedikitpun keterlambatan waktu respon terhadap deadline sistem.