PERANCANGAN DAN PENGEMBANGAN PRODUK LAMPU …

PERANCANGAN DAN PENGEMBANGAN PRODUK LAMPU RUMAHBERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO

DESIGN AND DEVELOPMENT OF ARDUINO MICROCONTROLLER BASED HOME LIGHTING PRODUCTS

Achmad Fatahilah¹, Trismawati², Tri Prihatiningsih³Jurusan Teknik Industri, Universitas Panca Marga

Jl. Yos Sudarso, Probolinggo 67271, IndonesiaE-mail: [email protected]¹, [email protected]², [email protected]³

Abstrak

Lampu adalah alat penerangan yang sangat penting dalam kehidupan. Tingginya kebutuhan manusiaakan penerangan lingkungan merupakan aspek yang sangat penting dalam menjalankan aktifitas sehari hari,kepentingan studi dan pekerjaan menuntut manusia untuk tidak pulang ke rumah dengan kesibukan masing-masing yang dapat mengakibatkan lingkungan rumah akan terlihat gelap dikarenakan penerangan yang tidakaktif. Seiring perkembangannya, terdapat tuntutan penambahan fungsi dari lampu rumah yang ada.Berdasarkan latar belakang tersebut, maka dalam penelitian kali ini peneliti akan membuat produk daripengembangan lampu rumah yang sudah ada dengan penambahan fungsi sesuai requirement daripenggunanya. Untuk mewujudkan tujuan itu digunakan Metode Quality Function Deployment (QFD) untukmenganalisis suara konsumen tentang lampu rumah dan keinginan dari konsumen. Hasil penelitian ini adalahproduk lampu fathlamp yaitu lampu rumah yang berbasis mikrokontroler arduino. Untuk pengolahnnyadigunakan mikrokontroler ESP8266 sedangkan untuk outputnya berupa lampu rumah led 15 watt.Penambahan fungsi pada lampu rumah fathlamp yang dibuat ini adalah dapat menggunakan smartphoneandroid sebagai sakelar lampu yang dihubungkan menggunakan jaringan wifi. Kehadiran lampu fathlamp inimerupakan salah satu terobosan baru dalam upaya memberikan alternatif penggunaan alat penerangan yanghemat energi dan memudahkan pengguna dalam mengontrol lampu rumah pada jarak jauh.

Kata kunci : mikrokontroler, Quality Function Deployment (QFD), smartphone, wifi.

Abstract

Lights are very important lighting tools in life. The high human need for environmental lighting is avery important aspect in carrying out daily activities, the interests of study and work requires people not togo home with their respective activities which can cause the home environment to look dark due to inactivelighting. Along with its development, there are demands for additional functions from existing home lights.Based on this background, then in this study the researcher will make products from the development ofexisting home lights with additional functions according to the requirements of the users. To realize this goal,the Quality Function Deployment (QFD) method is used to analyze consumer voices about home lights andthe desires of consumers. The results of this study are products of fathlamp lamps, which are home lightsbased on Arduino microcontrollers. For processing it is used ESP8266 microcontroller while for the output isa 15 watt led house lamp. The addition of the function on the Fathlamp home lights made is that it can use anAndroid smartphone as a light switch that is connected using a WiFi network. The presence of the Fathlamplamp is one of the new breakthroughs in an effort to provide an alternative use of energy-efficient lightingdevices and make it easier for users to control home lights remotely.

Keywords : Arduino microcontroller, Quality Function Deployment (QFD), smartphone, wifi.

1. PENDAHULUANLampu adalah sebuah perangkat yang

mendukung sambungan daya listrik ke sebuahperangkat yang menghasilkan cahaya. Lampu

yang sekarang masih banyak digunakandikalangan masyarakat yaitu lampu TL, LampuTL atau yang lebih dikenal dengan lampu neonadalah lampu listrik yang memanfaatkan gas

neon dan lapisan Fluorescent sebagai pemendarcahaya pada saat dialiri arus listrik (Muhaimin,2001). Dalam pemakaiannya, masyarakatmempunyai keluhan tentang kekurangan lampuTL yang digunakan setiap hari danmengharapkan adanya suatu produk baru yangakan mempunyai kelebihan dari lampusebelumnya, berdasarkan hasil survey awalyang dilakukan peneliti, berikut keluhankonsumen tentang lampu TL yang selama inidigunakan:1. Penggunaan daya listrik pada Lampu TL

atau lampu neon cenderung lebih borosenergi dikarenakan membutuhkan dayalistrik tinggi untuk menyalakannya.

2. Kecerahan cahaya pada lampu TL cenderungsilau mata dan cepat redup.

3. Mudah pecah jika lampu TL tidak sengajajatuh dikarenakan bahan dari lampu TLsendiri adalah terbuat dari kaca.

4. Perawatan lampu TL sangat sulit karenasekali pakai dan tidak dapat diperbaiki.

5. Umur pemakaian lampu TL yang cenderunglebih singkat.

6. Tombol On-Off yang digunakan pada saatini masih dilakukan secara manualmenggunakan saklar tembok dimana ketikapemilik rumah pada malam hari tidak beradadidalam rumah maka keadaan lampu rumahakan mati.

Dengan adanya keluhan konsumen yangsudah diterangkan diatas, maka peneliti akanmembuat suatu pengembangan produk lampurumah berbasis mikrokontroler arduino dengansistem kendali on-off lampu menggunakansmartphone android dengan memanfaatkanfasilitas wifi yang dapat memudahkanpengguna dalam mengontrol lampu rumah padajarak jauh.

Pada permasalahan penelitian ini, penelitiakan menggunakan Metode Quality FunctionDeployment (QFD). Metode tersebutmerupakan metode yang sesuai untukmelakukan perbaikan pada kualitas danpengembangan suatu produk (Ulrich dkk,2001). Metode QFD yaitu metode yang mampumengidentifikasi keinginan konsumen yangsesungguhnya dan merupakan praktikmerancang proses sebagai tanggapan terhadapkebutuhan konsumen.

2. METODE PENELITIAN2.1 Tempat penelitian

Dalam pelaksanaan skripsi ini penelitimengambil tempat penelitian proses pembuatan

produk baru dirumah peneliti di Jl. Musiperumahan Mahameru jingga Blok I-3Kelurahan Jrebeng Lor, Kota Probolinggo.

2.2 Populasi dan samplePopulasi dari penelitian ini adalah warga

masyarakat Probolinggo dan sekitarnya. Sampelatribut dalam hal ini adalah populasi daripengguna lampu rumah yang berada di wilayahProbolinggo. Dalam menentukan jumlahsampel digunakan perhitungan dengan rumusBernouli dengan ukuran sampel minimumuntuk menguji kecukupan data kuesioner.Rumus dalam perhitungan Bernouli adalahsebagai berikut (Edi,2016):

2

22/ .)(

e

qpZN a

Keterangan :N = Jumlah sampel minimumZ = Nilai distribusi normalα = Tingkat signifikanp = Proporsi jumlah kuesioner yang

dijawab benarq = 1- p, proporsi jumlah kuesioner yang

dijawab salahe = Toleransi error

Tahap ini merupakan penentuan jumlahsampel minimum kuesioner dengan α = 0.05yang akan digunakan pada tahap selanjutnya,kuesioner pada tahap pertama disebarkankepada 30 responden penguna lampu rumah didaerah Probolinggo. Dari 30 kuesioner tahappertama yang disebarkan terdapat satukuesioner yang tidak terisi dengan benar,sehingga terdapat 29 kuesioner yang dianggapbenar dan dapat dilakukan pengolahan padatahap selanjutnya.

2

22/05.0

05.0

)30/1).(30/29()(ZN

0025.0

)03.0).(96.0()96.1( 2

0025.0

1106.0

= 44Jadi jumlah sampel minimum yang harus

diambil pada penelitian ini adalah 44responden.

2.3 Metode penelitiana. Metode Pengumpulan Data

Pengumpulan data awal yang dilakukan dilokasi (obyek penelitian) secara langsungyaitu:1. Wawancara2. Kuesioner

b. Metode perancanganSecara garis besar tahapan perancangan yangditujukan untuk menyelesaikan perancanganlampu rumahan adalah sebagai berikut:1. Mengumpulkan hasil kuesioner survey.2. Menyusun House of Quality (Rumah

Mutu) survey. 3. Analisis Dan Intrepretasi4. Gambar teknik dan perancangan produk

2.4 Bahan dan PeralatanBahan dan peralatan yang digunakan

dalam penelitian ini meliputi Perangkat Keras(Hardware) berupa Arduino0 ESP8266, Relaymodule, Adapter Daya, Kabel listrik, KabelUSB, Stop Kontak, Laptop Asus, lampu Led,casing lampu, Smartphone Android.

Untuk perangkat lunak (Software) yangdigunakan berupa Operating system Windows 7,Arduino Integrated Development Environment(Arduino IDE), Eclipe bundle AndroidDevelopment Tools (Eclipse ADT).

2.5 Kerangka Penelitian

Gambar 1. Hasil HOQ perancangan produk

3. HASIL DAN PEMBAHASAN3.1 Karakteristik Responden Berdasarkan

Usia, Jenis Kelamin, Pendidikan danPekerjaan

Data hasil Penelitian tentang karateristikreponden menurut Usia, Jenis Kelamin,Pendidikan dan Pekerjaan yang secara rincidapat dilihat pada tabel 1 dibawah ini.

Tabel 1. Responden Berdsasarkan Usia, Jenis Kelamin, Pendidikan dan Pekerjaan di wilayah Probolinggo

Karakteristik KategoriN = 44

N %Usia 15-25 Tahun

26-35 Tahun36-45 Tahun46-55 Tahun56-75 Tahun

17 Orang 8 Orang 8 Orang 8 Orang 8 Orang

38,6 %18,2 %18,2 %18,2 % 6,8 %

Pendidikan Terakhir SDSMPSMAPT

14 Orang 5 Orang21 Orang 4 Orang

31,8 %11,4 %47,7 % 9,1 %

Jenis Kelamin Lak-lakiPerempuan

27 Orang17 Orang

61,3 %38,7 %

Pekerjaan IRTSwastaBuruhMahasiswaPNS

11 Orang20 Orang 7 Orang 3 Orang 3 Orang

25,0 %45,5 %15,9 % 6,8 % 6,8 %

3.2 Analisis Quality Function Deployment(QFD)

a. Voice of Customer (VOC)

Untuk mengetahui dan mengidentifikasihal-hal yang diinginkan oleh konsumen (voiceof customer) terhadap perancangan produklampu rumah yang akan dibuat, dilakukanpenyebaran kuesioner kepada 44 orangresponden. Berikut atribut yang diinginkan olehkonsumen dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2. Data Atribut Produk Lampu Rumah

No. Atribut

1. Desain Sederhana2. Kecerahan Cahaya3. Harga4. Bahan5. Konsumsi Energi6. Perawatan7. Mudah Dalam penggunaan

b. Karakteristik Teknis Bagian ini merupakan definisi secara

teknis keinginan-keinginan konsumen yangberhubungan dengan proses perancanganproduk lampu rumah yang akan dilakukan.Karakteristik Teknis dalam arti luas adalahbagaimana respon / tindakan yang akan penelitiberikan untuk kebutuhan konsumen

Tabel 3. Data Karakteristik Teknis

No. Atribut Karakteristik Teknis

1.Desain Sederhana

Bentuk desain yang bulat dan menarik

2.Kecerahan Cahaya

Terang, ramah lingkungan dan tidak cepat redup

3. Harga Harga ekonomis

4. BahanBahan terbuat dari plastik mika (tahan banting)

5.Konsumsi Energi

Menggunakan lampu led

6. PerawatanMudah dan dapat diperbaiki

7.Mudah Dalam penggunaan

Menggunakan sakelar kontrol jarak jauh dengan smartphone android

c. Hubungan Respon Teknis terhadap VOCTujuannya adalah Untuk mengetahui

seberapa besar hubungan antara respon teknis

dan VOC. Kriteria score dapat dilihat di bawahini:

Tabel 4. Lambang dan nilai hubungan antar VOCdan karakteristik teknis

Relationship MatrixTidak ada 0

Lemah 1Sedang 3Kuat 9

Tabel 5. Hubungan respon teknis terhadap VOC

Selanjutnya membuat matrikperencanaan. Pada matrik ini peneliti dapatmengetahui tentang tingkat rencanapengembangan produk yang akan penelitiinginkan dan juga mengetahui tingkatkeinginan konsumen tentang produk lampurumah yang telah ada. Untuk lebih jelasnyadapat dilihat di Tabel 6 sebagai berikut:

Tabel 6. Matrix Perencanaan

d. Matrik Hubungan Korelasi antar ResponTeknik

Hubungan antar VOC dapat dilihat padaGambar 7 di bawah ini untuk mengetahuiseberapa besar hubungan antar respon teknis.Kriteria score dapat dilihat di bawah ini:

Tabel 7. Lambang dan nilai hubungan antarkarakteristik teknis

CorrelationStrong +Positive

None

Gambar 2. Optimasi matrik atap

e. Hasil House of Quality (HOQ)Perancangan Produk Lampu Rumah

Gambar 3. Hasil HOQ perancangan produk

Berdasarkan hasil analisis matrik HOQ diatas didapatkan bahwa hasil perhitungan bobotdan perengkingan sebagai berikut:

Tabel 8. Hasil yang diperhatikan dari VOC

Rank Atribut Respon teknisBobot (%)

1.Konsumsi Energi

Menggunakan Lampu led

25.5

2. HargaHarga Ekonomis

16.4

3. BahanTerbuat dari plastik mika

15.3

4. PerawatanMudah dan dapat diperbaiki

13.7

5.

Mudah dalam penggunaan

Menggunakan saklar control jarak jauh

12.9

6.Kecerahancahaya

Terang Ramah lingkungan dantidak cepat redup

11.2

7.Desain Sederhana

Bentuk desain yang bulat dan menarik

4.93

3.3 Perancangan produk lampu RumahDiagram blok sistem kendali lampu wifi

berbasis mikrokontroler ESP8266 dapat dilihatpada Gambar 4.

Gambar 4. Diagram blok sistem kendali lampu

3.3.1 Perancangan perangkat lunak(Software)

a. Perancangan Program MikrokontrolerDikomputer

Pada tahapan ini, peneliti menggunakansoftware berupa aplikasi arduino IDE untukmembuat program yang nantinya akan diuploadke pengendalian utama. Peneliti menggunakanarduino ESP8266 dimana dalam penginputankode program yang akan diproses dapat dilihatpada gambar 5.

Gambar 5. Tampilan kode program IDE

b.Perancangan Perangkat Lunak PadaPengendali Utama

Peneliti menghubungkan perangkatarduino ESP8266 dengan perangkat komputermenggunakan kabel USB dan bisa dilihat padagambar 6 mengumpulkan hasil kuesionersurvey awal.

Gambar 6. Pengkoneksian board ESP8266 keperangkat komputer

flowchart proses upload kode programatau sketch ke papan arduino:

Gambar 7. Flowchart proses upload kode programke papan arduino

c. Perancangan perangkat lunak padasmartphone android

Aplikasi yang digunakan untukperancangan pada smartphone android iniadalah aplikasi blynk dan bisa didownload diplaystore pada smartphone android. Berikut iniadalah tampilan rancangan layar pada aplikasiandroid yang akan digunakan untukmengendalikan lampu.

Gambar 8. Rancangan layar pengendali padasmartphone android

3.3.2 Perancangan perangkat keras(hardware)

Perancangan perangkat keras merupakanrancangan atau rangkaian dari alat yangdigunakan untuk membuat produk lampu rumahdengan pengendalian berbasis mikrokontrolerarduino menggunakan smartphone android.a.Perancangan lampu dengan wadah

Lampu yang digunakan oleh penelitiadalah lampu LED (Light emitting diode).

Gambar 9. Rancangan lampu dengan wadah

b.Perancangan relay module dengan board arduino

Rangkaian relay module dengan boardarduino digunakan untuk menghubungkan ataumemutuskan arus listrik yang mengalir kelampu yang terhubung.

Gambar 10. Rancangan relay module dengan boardarduino

Gambar 11. Tampilan koneksi kabel pada boardarduino

Gambar 12. Tampilan koneksi kabel pada relay

c. Perancangan power adapter denganarduino dan relay module

Pada rangkaian ini power adapterdigunakan untuk mengubah tegangan AC yangtinggi menjadi DC yang rendah yang kemudianakan diteruskan ke board arduino ESP8266.

Gambar 13. Perancangan power adapter denganarduino dan relay

d. Perancangan lampu dengan perangkatrangkaian

Pada perancangan ini, peneliti merangkaidang menghubungkan lampu led ke perangkatrangkaian yang sudah terhubung dan sudahdijelaskan pada sub bab sebelumnya.

Gambar 14. Perakitan relay module ke lampu

Gambar 15. Hasil produk perancangan lampurumah

4. KESIMPULANBerdasarkan hasil analisis dan

perancangan yang telah dilakukan, maka dapatdiambil beberapa kesimpulan diantaranyasebagai berikut:a. Berdasarkan hasil HOQ dapat dijelaskan

bahwa Importance rating paling tinggi yaitukonsumsi energi, dikarenakan konsumenmenginginkan produk lampu yang hematenergi listrik. Oleh karena itu produk lampurumah didesain dengan menggunakan lampuled

b. Pada perancangan perangkat lunak(Software) meliputi perancangan programmikrokontroler dikomputer, perancanganperangkat lunak pada pengendali utama danperancangan perangkat lunak pengendalipada smartphone android. Sedangkan untukperancangan perangkat keras (hardware)dilakukan perakitan elemen-elemenrangkaian sistem yaitu perakitan papanarduino dengan relay module, power

adaptor, wadah lampu dan lampu led. Untukpengolahnnya digunakan mikrokontrolerESP8266 sedangkan untuk outputnya berupaproduk lampu rumah led 15 watt.

Ucapan terima kasih1. Terima kasih saya sampaikan kepada dosen

kampus UPM Probolinggo atas bantuan dansupport yang diberikan sehingga penelitianyang dimulai bulan September sampaiNovember 2018 ini berjalan dan selesai tepatwaktu.

2. Bapak Mufid Aliyasa yang sudah bersediameminjamkan peralatan untuk prosespenelitian.

Daftar Pustaka

Arikunto, S. 2013. Prosedur Penelitian: SuatuPendekatan Praktik. Jakarta: RinekaCipta.

Chuzaimah, Mabruroh, Fereshti NurdianaDihan. 2010. Smartphone : AntaraKebutuhan dan E-Lifestyle. SeminarNasional Informatika (semnasIF 2010)UPN ”Veteran” Yogyakarta.

Edy, Rustam, Evi Yuliawati, 2016.Pengembangan produk lampu mejabelajar dengan metode kano dan Qualityfunction deployment (QFD). IntstituTeknologi Adhi Tama. Surabaya.

Hakim, Malik Abdillah Ibnul.dan Putra, YefryHandoko. 2013. Pemanfaatan Mini PCRaspberry Pi Sebagai Pengontrol JarakJauh Berbasis Web PadaRumah.Unikom. Bandung.

Muhaimin. 2001. Teknologi Pencahayaan.Refika aditama. Bandung.

Sumardi. 2013. Mikrokontroler Belajar AVRMulai Dari Nol. Yogyakarta. GrahaIlmu.

Syahwil, Muhammad. 2013. Panduan MudahSimulasi Dan Praktek MikrokontrolerArduino. Andi.

Ulrich, Karl T., dan Steven D.E., 2001.Perancangan dan PengembanganProduk. Salemba Teknika, Jakarta.