Penerapan Inovasi Teknologi Sistem Smart Home Berbasis Mikrokontroler

Mekanisme sistem operasional peralatan rumah pada kehidupan sehari-hari masih tergolong relatif konvensional atau didominasi oleh control manual yang mengharuskan pengontrolan jarak dekat bahkan bertatap lansung serta belum mampu menerapkan prinsip kerja otomatis dan kontrol jarak jauh tanpa batas waktu dan tempat. Sistem kontrol konvensional cenderung kurang efisien, kurang efektif dan terlalu mengandalkan sumber daya manusia yang kemungkinan mengakibatkan human error atau kesalahan, kelalaian dari manusia baik dengan cara sengaja maupun tidak sengaja.

Perkembangan teknologi dibidang elektronika saat ini memungkinkan pengendalian perangkat listrik dari konvensional menjadi serba otomatis, salah satu contoh implementasinya disebut dengan sistem Smart Home yang memanfaatkan komponen elektronika berupa Mikrokontroler.

Sistem Smart Home atau sistem rumah pintar adalah suatu perkembangan konsep teknologi digital yang terintegrasi oleh informasi dan teknologi berbasis Software (perangkat lunak) seperti media digital dalam bentuk aplikasi atau media platform lainnya dan Hardware (perangkat keras) seperti mikrokontroler dan mini komputer serta beberapa perangkat module otomatis yang menunjang implementasi produk Smart Home.

Tujuan dari diciptakan dan diterapkan konsep Smart Home adalah untuk memberikan kenyamanan dan pelayanan yang optimal bagi seluruh penghuni rumah, sehingga penghuni rumah dapat merasakan efisiensi, kenyamanan, dan keamanan yang didukung perangkat sistem canggih dan cerdas serta mampu memenuhi segala keinginan penghuni rumah yang berkaitan dengan pemanfaatan teknologi.

Sistem Smart Home atau sistem rumah cerdas secara umum terdiri dari perangkat control dan perangkat otomatisasi atau peralatan rumah yang dapat diakses melalui sebuah module pintar. Salah satu sistem perangkat dapat dibangun dengan menggunakan chip Mikrokontroller atau mini komputer yang bersifat portabel atau dapat diletakkan sesuai keinginan pengguna. Mikrokontroller sendiri merupakan suatu chip berupa IC (Integrated Circuit) yang dapat menerima sinyal input, mengolahnya dan memberikan sinyal output sesuai dengan program yang diisikan ke dalamnya.

Salah satu contoh umum mikrokontroller atau yang sering kita jumpai adalah Arduino. Arduino dapat diprogram dan beroperasi menggunakan bahasa pemrograman arduino yang memiliki kemiripan syntax dengan bahasa pemrograman C++. Perangkat output atau komponen pendukung lainnya adalah seperti module relay, chip bluetooth, beberapa sensor (jarak, cahaya, radar, flame, dll) yang dapat di integrasikan dengan rangkaian fitur IoT (Internet of Things) berbasis jaringan area internet.

Konsep AI (Artificial Intelligence) atau sistem kecerdasan buatan juga dapat diaplikasikan pada sistem Smart Home. Semua fitur dapat diakses menggunakan smartphone/pc/laptop sebagai kontroller atau perangkat lainnya yang mendukung sebagai perangkat control. 

Pada sistem Smart Home, Mikrokontroler berfungsi sebagai otak dan inti dari segala komponen dengan prinsip kerja mengolah data program dan menjalankan perintah yang digunakan untuk mengontrol perangkat output seperti lampu rumah, robot vacum, penguncian pintu rumah otomatis dan cerdas, dll. Pengontrolan dapat dilakukan melalui aplikasi smartphone atau hardware kontroler (joystick, arrow panel) yang saling terhubung antara mikrokontroler dan perangkat output melalui konektivitas bluetooth, jaringan area internet, nirkabel wireless LAN.

Di dalam Mikrokontroler terdapat rangkaian yang berisi logika suatu data. Logika tersebut dapat diatur dengan perangkat elektronik seperti laptop/pc yang melalui proses input dan output. Pada setiap mikrokontroler menerapkan bahasa khusus sesuai kompatibilitas setiap perangkat. Logika bersifat umum atau logika dasar dapat berupa dalam bentuk kode angka 1 sebagai sinyal "HIGH" yang berfungsi mentrigger/mengaktifkan suatu data dan kode angka 0 sebagai sinyal "LOW" yang berarti mati/padam.       

 Salah satu contoh penerapan teknologi sistem smart home yang mudah kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah sistem pencahayaan pintar berbasis otomatisasi yang disesuaikan melalui kondisi cahaya pada suatu ruang. Alasan perangkat pencahayaan pintar ini banyak diaplikasikan di lingkungan perumahan karena minimnya biaya dan proses yang sangat mudah untuk membuat perangkat tersebut. Fungsional yang tinggi juga menjadi salah satu alasannya, karena kontrol operasional lampu menjadi lebih praktis dan simpel. Komponen yang digunakan sangat mudah dijangkau dan wiring atau pengkabelan jalurnya sangat sederhana.

 Pada sistem pencahayaan pintar, menggunakan komponen utama yaitu mikrokontroler Arduino dengan seri UNO yang berfungsi sebagai otak pengolah data dan menghasilkan instruksi guna menjalankan rangkaian lampu otomatis. Selain itu, juga memanfaatkan sensor LDR (Light Dependent Resistor) sebagai pengatur sinyal dalam bentuk hambatan listrik yang nilainya bervariabel berdasarkan intensitas cahaya yang diterima. Kemudian, komponen penerima sinyal atau pelaksanaan instruksi yang digunakan yaitu relay DC 5 Volt dan lampu 220 Volt yang pada umumnya terpasang untuk penerangan dalam rumah. 

Pemasok listrik pada sistem pencahayaan pintar dapat menggunakan baterai isi ulang Li-po (Lithium Polimer) bertegangan 7,4 Volt. Sistem pencahayaan pintar ini sangat cocok diterapkan pada teras rumah yang sensitif terkena cahaya matahari, sehingga sensor cahaya LDR dapat bekerja dengan optimal. Penempatan perangkat ini tidak boleh terkena langsung cahaya matahari, dikarenakan dapat berisiko terjadinya temperatur panas yang berlebih sehingga dapat merusak komponen. 

Paling tepat ditempatkan pada posisi yang terkena sinar matahari secara tidak langsung. Prinsip Kerja sistem ini adalah ketika sinar matahari secara tidak langsung terkena sensor LDR, maka sensor akan mendeteksi cahaya dan menghasilkan hambatan listrik, sehingga lampu secara otomatis akan mati. Kemudian, ketika sinar matahari berangsur-angsur memudar seperti pada waktu sore hari, maka nilai hambatan listrik semakin berkurang dan alhasil lampu dapat menyala berangsur-angsur.

Pada malam hari, secara otomatis lampu menyala terang maksimal, karena sensor LDR tidak mendeteksi adanya cahaya matahari. Disamping itu semua, konsep sistem pencahayaan pintar mengusung tema save energy atau hemat energi yang sangat berarti untuk keberlangsungan hidup di masa depan.

Dengan adanya penerapan sistem smart home, diharapkan mampu memberikan dampak positif dan secara langsung dapat merasakan manfaat dari perkembangan teknologi seperti efisiensi, kenyamanan, keamanan bagi para penggunanya. Implementasi yang bijak juga dapat mengasah wawasan dan kemampuan dalam bidang teknologi.