155 ISSN 1979-2867 (print) Electrical Engineering Journal Vol. 4 (2014) No. 2, pp. 155-167 Perancangan Remote Control Terpadu untuk Pengaturan Penggunaan Fasilitas Kamar Hotel Indra Ardian dan Aan Darmawan Jurusan Teknik Elektro, Universitas Kristen Maranatha, Bandung Jl. Suria Sumantri 65, Bandung 40164, Indonesia Indra.ardian_1992@yahoo.co.id; aan.darmawan@eng.maranatha.edu Abstrak: Tulisan ini membahas perancangan remote control (inframerah) terpadu untuk mengendalikan berbagai fasilitas suatu kamar hotel (lampu, AC, TV, DVD, dan pemanggilan layanan kamar). Data dari remote control inframerah dengan standar protokol NEC akan dibaca oleh mikrokontroler melalui receiver inframerah, selanjutnya data tersebut diolah melalui mikrokontroler ATMega16 menjadi sinyal instruksi pengendalian. Pada pengendalian menyalakan/memadamkan lampu, mikrokontroler akan mengaktifkan rele melalui driver transistor dengan sistem kendali ON/OFF; pada pengendalian pemanggilan layanan kamar, mikrokontroler akan mengirimkan kode data layanan melalui pemancar RF ke ruang kontrol, sedangkan untuk mengendalikan AC, TV, dan DVD Player, mikrokontroler akan membangkitkan sinyal kendali melalui pemancar inframerah dengan protokol tertentu (protokol Panasonic, protokol NEC, dan protokol Pioneer) sesuai dengan peralatan yang dikendalikan. Dari hasil pengujian, sistem untuk mengatur fasilitas dalam kamar hotel dapat berfungsi baik dengan jarak pengendalian kurang dari 9 meter. Kata kunci: fasilitas kamar hotel, ruang kontrol, remote control inframerah, mikrokontroler ATMega16, protokol Abstract: This paper discusses the design of an integrated remote control (using infrared) to manage the existing hotel room facilities (Lamp, AC, TV, DVD, and room services). Data from the infrared remote with NEC protocol standards will be read by the microcontroller via IR receiver, then the data is processed through ATMega16 microcontroller to produce the signals as a control instructions. In controlling on / off the lamp, the microcontroller will activate the relay through a transistor driver to control the system ON / OFF; for room service calling, the microcontroller will send the coded data services via the RF transmitter to the control room, whereas for the control of AC, TV and DVD Player, the microcontroller will generate an infrared control signal with certain protocols (Panasonic protocol, NEC protocol, and Pioneer protocol) in accordance with the controlled equipment. From the test results, a system to control the facilities in the hotel room can function well with the distance is less than 9 meters. Keywords: hotel room facilities, control room, infrared remote control, Microcontroller ATMega16, protocol 156 ELECTRICAL ENGINEERING JOURNAL, VOL. 4, NO. 2, APRIL 2014 I. PENDAHULUAN Dalam dunia perhotelan, pelayanan dan fasilitas merupakan daya tarik utama yang dicari oleh konsumen. Semakin baik pelayanan dan semakin banyak serta mudah penggunaan fasilitas, akan semakin diminati konsumen. Umumnya pengaturan fasilitas yang ada di kamar hotel sekarang pengendaliannya masih terpisah-pisah. Cara penggunaan fasilitas kamar hotel seperti ini seharusnya dapat diintegrasikan kedalam satu pengendali saja sehingga lebih memudahkan konsumen menggunakan fasilitas kamar sesuai kebutuhan. Pada tulisan ini akan dirancang sebuah sistem pengaturan fasilitas kamar pada hotel yang lebih mudah digunakan oleh konsumen. Segala pengaturan fasilitas yang diinginkan oleh konsumen dan pemanggilan pelayanan kamar menjadi terintegrasi dalam satu remote pengendali. II. TEORI PENUNJANG II.1. Protokol RC5 [2] RC5 merupakan protokol remote inframerah yang dikembangkan Philips. Protokol ini merupakan kode 14 bit word yang terdiri dari 4 bagian. 2 bit pertama merupakan start bit yang menandakan bahwa data mulai dikirimkan. Bit ketiga merupakan bit toggle yang membedakan apakah switch ditahan atau dilepas dulu lalu ditekan kembali. Bit ke 4 sampai bit ke 8 merupakan data address yang menandakan perangkat yang akan digunakan. Terakhir bit ke 9 sampai bit ke 14 merupakan data command yang menandakan perintah yang akan diberitahukan kepada perangkat. Gambar 1 menunjukkan contoh data yang dikirim dengan protokol RC5 Gambar 1. Data yang dikirim pada protokol RC5 Pada pengiriman datanya, RC5 menggunakan modulasi Manchester encoding dengan frekuensi pembawa 36 kHz. Setiap bit akan memiliki panjang waktu yang konstan pada protokol ini yaitu 1,778 ms. II.2. Protokol NEC[2] Protokol NEC merupakan salah satu dari beberapa protokol sinyal inframerah. Protokol NEC menggunakan pulse distance encoding sebagai pengkodeannya. Tiap pulsa memiliki rentang waktu 560 µs dengan frekuensi pembawa 38 kHz. Untuk kondisi 0, waktu sinyal off sama dengan rentang waktu pulsa, sedangkan untuk kondisi 1 waktu sinyal off 3 kali rentang waktu pulsa. Untuk data yang dikirim dengan protokol NEC ditunjukkan pada Gambar 2. ISSN: 1979-2867 PERANCANGAN REMOTE CONTROL TERPADU UNTUK PENGATURAN PENGGUNAAN … 157 Gambar 2. Data yang dikirim pada protokol NEC Protokol ini memiliki start bit sepanjang 9 ms. Setiap pengiriman address maupun command diikuti dengan pengiriman negasinya. II.3. Protokol Pioneer[1] Protokol Pioneer merupakan salah satu protokol pengiriman sinyal inframerah untuk perangkat Pioneer. Protokol ini memiliki karakteristik yang mirip dengan protokol NEC. Perbedaan protokol Pioneer ini dengan NEC hanya pada panjang pulsa, start bit, dan frekuensi pembawanya. Panjang pulsa protokol ini adalah 0.5 ms dengan start bit 8.45 ms. Frekuensi pembawa dari protokol ini adalah 40kHz. II.4. Protokol Panasonic Protokol Panasonic merupakan salah satu protokol pengiriman sinyal inframerah untuk perangkat AC Panasonic. Protokol ini melakukan 2 kali pengiriman setiap kalinya. Pengiriman pertama memiliki panjang data 8 byte dan pengiriman kedua memiliki panjang data 19 byte. Setiap pulsa memiliki rentang waktu pulsa 430µs. Untuk kondisi 0, waktu sinyal off sama dengan rentang waktu pulsa, sedangkan untuk kondisi 1 waktu sinyal off 3 kali rentang waktu pulsa. Start bit dari protokol ini memiliki rentang waktu 3,5 ms. Protokol ini menggunakan frekuensi pembawa 34 kHz. Dalam beberapa byte dalam protokol ini memiliki informasi dari kondisi AC yang sedang digunakan. III. PERANCANGAN DAN REALISASI Dalam perancangan sistem ini ada 2 sistem utama yaitu sistem kamar dan sistem control room. Setiap mikrokontroler pada kamar masing-masing terhubung dengan beberapa perangkat elektronik dalam kamarnya. Perangkat elektronik mencakup 5 buah lampu, indikator do not disturb dan clean my room, TV, AC, DVD player, dan modul transmitter RF. Transmitter RF pada kamar akan mengirimkan sinyal ke modul receiver yang terhubung ke mikrokontroler yang berada pada control room. Gambar 3 merupakan diagram blok untuk sistem kamar dan Gambar 4 merupakan diagram blok untuk sistem control room. ISSN: 1979-2867 158 ELECTRICAL ENGINEERING JOURNAL, VOL. 4, NO. 2, APRIL 2014 Ke Control Room Rangkaian Relay Driver RF Transmitter Lampu 1 Rangkaian Relay Driver Remote IR Lampu 2 Rangkaian Relay Driver Mikrokontroler Kamar Rangkaian Relay Driver Rangkaian Relay Driver Sensor IR Lampu 3 Lampu 4 Lampu 5 Rangkaian Indikator LED PWM 38kHz PWM 40kHz Indikator Do Not Disturb PWM 34kHz Rangkaian Indikator LED Indikator Laundry DVD Player TV AC Gambar 3. Diagram blok sistem kamar Data dari kamar User (Room Service Provider) RF Receiver Inverter Mikrokontroler Control Room Antarmuka TTL / RS232 Gambar 4. Diagram blok sistem control room III.1. Perancangan Perangkat Keras A. Sistem Kamar Komponen-komponen utama dalam perancangan hardware sistem kamar ini terdiri dari sebuah Mikrokontroler, 3 IC timer (pembangkit sinyal PWM), receiver inframerah 356VF4, transmitter RF (RF Module 433) dan 10 transistor sebagai switch. IC timer yang digunakan dalam perancangan adalah NE555, sedangkan transistor yang digunakan sebagai switch adalah BC547. Komponen-komponen ini digunakan untuk membentuk beberapa rangkaian sistem kecil yaitu sistem minimum ATMega16, rangkaian relay driver, rangkaian LED, rangkaian transmitter inframerah, rangkaian receiver inframerah, modul transmitter RF. Gambar 5 menunjukkan skema sistem kamar. ISSN: 1979-2867 PERANCANGAN REMOTE CONTROL TERPADU UNTUK PENGATURAN PENGGUNAAN … 159 Gambar 5. Skema Rangkaian Sistem Kamar B. Sistem Control Room Komponen-komponen utama dalam perancangan hardware sistem control room ini terdiri dari sebuah Mikrokontroler, modul receiver RF XY-MK-5V, serial interface MAX232, dan IC inverter 7404. Pembacaan interrupt yang dibuat menggunakan falling edge sehingga diperlukan inverter pada output penerima sinyal RF yang terhubung ke mikrokontroler. Gambar 6 menunjukkan skema rangkaian sistem control room. ISSN: 1979-2867 160 ELECTRICAL ENGINEERING JOURNAL, VOL. 4, NO. 2, APRIL 2014 Gambar 6. Skema rangkaian sistem control room III.2. Perancangan Penggunaan Remote Control Dalam perancangan sistem, remote control yang digunakan adalah remote TV (protokol NEC). Karena penggunaan remote tidak hanya untuk mengendalikan TV, maka penggunaan remote menjadi sedikit berbeda. Setiap ingin mengendalikan fasilitas, pengguna harus memilih mode fasilitas peralatan yang diinginkannya terlebih dahulu (TV/DVD/AC). Beberapa tombol pada remote memiliki fungsi yang berbeda untuk tiap fasilitas. Tabel 1. berikut menunjukkan mode penggunaan tombol remote. ISSN: 1979-2867 PERANCANGAN REMOTE CONTROL TERPADU UNTUK PENGATURAN PENGGUNAAN … 161 TABEL 1. PENGGUNAAN TOMBOL PADA REMOTE Mode Lampu AC TV DVD Room Service Command Input Command Preset Digit Key 1 Digit Key 2 Digit Key 3 Digit Key 4 Digit Key 5 Digit Key 6 Digit Key 7 Audio CH+ CHVol+ VolDisplay Decimal 61 1 2 3 4 5 6 7 40 32 33 16 17 42 Command Perangkat Mengaktifkan perangkat lampu Menyalakan Lampu 1 Menyalakan Lampu 2 Menyalakan Lampu 3 Menyalakan Lampu 4 Menyalakan Lampu 5 Menyalakan Indikator "Do not disturb" Menyalakan Indikator "Laundry" Mengaktifkan perangkat AC Menaikkan fan swing Menurunkan fan swing Menaikkan suhu Menurunkan suhu Mengaktifkan perangkat TV Sisa command input akan menghasilkan command perangkat yang sama Video Digit Key 1 ~ 9 Power Mute Vol+ VolCH+ CHTV/R Setup Nicam Menu Sound Digit Key 1 Digit Key 2 Digit Key 3 Digit Key 4 50 1~9 12 13 16 17 32 33 56 41 63 54 35 1 2 3 4 Mengaktifkan perangkat DVD Digit Key 1 ~ 9 Power Open/Close DVD Vol+ VolSkip Forward Skip Backward Play/Pause Tuner DVD/CD Home Menu Mengaktifkan perangkat Room service Meminta "Clean my room" Meminta "Call me" Meminta "Laundry" Membatalkan permintaan III.3. Perancangan Perangkat Lunak A. Perangkat Lunak Mikrokontroler Kamar Dalam perancangan perangkat lunak untuk mikrokontroler kamar, mikrokontroler harus dapat membaca data dari sinyal inframerah, mengolah data, lalu mengeksekusi data menjadi perintah yang diinginkan. Data yang telah terbaca akan diolah dalam program utama mikrokontroler. Pengolahan data dalam program utama mikrokontroler akan menentukan bagaimana data dieksekusi. Diagram alir dari main program mikrokontroler kamar ditunjukkan pada Gambar 7. Data yang didapat akan dipecah menjadi Start, toggle, address, dan command. Jika start bit dan address sudah benar, maka mikrokontroler akan mengeksekusi command yang diinginkan. Apabila command yang digunakan untuk memilih perangkat, maka mikrokontroler mengubah variabel perangkat sesuai yang diinginkan, dan bila perangkat sudah di set, maka command yang ada akan masuk ke program subroutine sesuai perangkatnya untuk diolah lagi. ISSN: 1979-2867 162 ELECTRICAL ENGINEERING JOURNAL, VOL. 4, NO. 2, APRIL 2014 Start A Inisialisasi Awal rc5command Mengaktifkan Interrupt 0 pada Falling Edge While (1) N Case 61 Case 42 perangkat = 1 data = 0 perangkat = 2 data=0 Case 50 perangkat = 3 data=0 Case 40 perangkat = 4 data=0 Case 35 perangkat = 5 data=0 default End perangkat Y Pecah data menjadi start, rc5toggle, rc5address dan rc5command, bit start dan address benar Case 1 default Case 2 lampu Case 3 tv Case 4 dvd Case 5 ac wireless data = 0 N Delay 100ms Y A Gambar 7. Diagram alir program utama mikrokontroler kamar B. Perangkat Lunak Mikrokontroler Control Room Start Inisialisasi Awal Mengaktifkan Interrupt 0 pada Falling Edge While (1) N End Y Pecah data menjadi alamat dan perintah Kirimkan data ke serial dengan format “address,command,control” N command 0 ~ 4 LED indikator = ~ LED indikator Gambar 8. Diagram alir program utama mikrokontroler control room Dalam perancangan perangkat lunak untuk mikrokontroler control room, mikrokontroler harus dapat membaca data dari transmitter RF kamar, mengolah datanya, lalu mengirimkan data ISSN: 1979-2867 PERANCANGAN REMOTE CONTROL TERPADU UNTUK PENGATURAN PENGGUNAAN … 163 yang sudah dipecah menjadi address dan command ke komputer. Data yang telah dipecah menjadi informasi akan dikirimkan dengan metode UART. Diagram alir program utama mikrokontroler control room ditunjukkan pada Gambar 8. C. Perancangan Perangkat Lunak untuk Interface Interface pada sistem ini berfungsi untuk memperlihatkan permintaan pelayanan kamar dari konsumen pada control room. Interface dirancang menggunakan bahasa C++. Tampilan dari interface yang telah dirancang ditunjukkan pada Gambar 9. Gambar 9. Rancangan interface pada komputer Penjelasan mengenai properti-properti yang digunakan dalam rancangan interface di atas terdapat pada Tabel 2 berikut. TABEL 2. PROPERTI-PROPERTI DAN FUNGSI DARI RANCANGAN INTERFACE No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Nama Properti label1 label2 label3 label4 label5 label6 button1 button2 label7 groupBox1 groupBox2 serialPort1 timer1 Fungsi Menampilkan text "Clean My Room" untuk alamat kamar 1 Menampilkan text "Call Me" untuk alamat kamar 1 Menampilkan text "Laundry" untuk alamat kamar 1 Menampilkan text "Clean My Room" untuk alamat kamar 2 Menampilkan text "Call Me" untuk alamat kamar 2 Menampilkan text "Laundry" untuk alamat kamar 2 Tombol untuk mengosongkan perintah pada alamat kamar 1 Tombol untuk mengosongkan perintah pada alamat kamar 2 Menampilkan text "37" jika ada data masuk Panel untuk alamat kamar 1 Panel untuk alamat kamar 2 Untuk Inisialisasi port serial Untuk Inisialisasi timer ISSN: 1979-2867 164 ELECTRICAL ENGINEERING JOURNAL, VOL. 4, NO. 2, APRIL 2014 Timer1 digunakan untuk mengambil data dari serial Port1 dan menampilkan variabelvariabel yang berkaitan dengan data yang diperoleh secara berkala (selang 10ms). Berikut diagram alir dari sistem Interface yang ditunjukkan pada Gambar 10. Start Data Serial Untuk Kamar 1 Tampilkan Clean my room kamar 1 Tampilkan Laundry kamar 1 Untuk Kamar 2 N Y Y Command Command Case 1 Case 2 Tampilkan Call me kamar 1 Case 3 Case 4 Hapus seluruh pesan kamar 1 Tampilkan Clean my room kamar 2 Tampilkan Laundry kamar 2 Default Case 1 Case 2 Tampilkan Call me kamar 2 N Case 3 Case 4 Hapus seluruh pesan kamar 2 Default Data serial di reset menjadi 0 End Gambar 10. Diagram alir dari sistem interface IV. DATA PENGAMATAN IV.1. Pengamatan Pengujian Perangkat Berikut foto pengujian beberapa tombol pada berbagai perangkat yang dikendalikan. Pengendalian perangkat lampu dan indikator LED ditunjukkan pada Tabel 3. Pengendalian DVD Player ditunjukkan pada Tabel 4. Pengendalian TV ditunjukkan pada Tabel 5. Pengendalian AC ditunjukkan pada Tabel 6. Pengujian pada Tabel 3 dilakukan dengan menekan tombol preset remote ke arah perangkat lalu menekan tombol 1, 4, 6, dan 7. ISSN: 1979-2867 PERANCANGAN REMOTE CONTROL TERPADU UNTUK PENGATURAN PENGGUNAAN … 165 TABEL 3. PENGUJIAN REMOTE PADA PERANGKAT LAMPU DAN INDIKATOR LED TABEL 4. PENGUJIAN REMOTE PADA PERANGKAT DVD PLAYER Pengujian pada Tabel 4 dilakukan dengan menekan tombol video remote ke arah perangkat lalu menekan tombol power. TABEL 5. PENGUJIAN REMOTE PADA PERANGKAT TV Pengujian pada Tabel 5 dilakukan dengan menekan tombol display remote ke arah perangkat lalu menekan tombol 1,4, Vol+, dan Power. ISSN: 1979-2867 166 ELECTRICAL ENGINEERING JOURNAL, VOL. 4, NO. 2, APRIL 2014 TABEL 6. PENGUJIAN REMOTE PADA PERANGKAT AC (AIR SWING DAN POWER) Pengujian pada Tabel 6 dilakukan dengan menekan tombol audio remote ke arah perangkat lalu menekan tombol Ch+, Ch-, dan Power. IV.2. Pengamatan Hasil GUI Kamar yang diuji menggunakan mikrokontroler yang sama namun memiliki nilai address yang berbeda. Berikut data pengamatan tampilan GUI sesuai dengan informasi yang diterima. Gambar.11 menunjukkan hasil GUI saat address kamar diubah menjadi 1 lalu meminta room service. (a) Menekan digit key 1 (c) Menekan digit key 3 (b) Menekan digit key 2 Gambar 11. Tampilan saat kamar dengan address 1 meminta room service IV.3. Pengamatan Keberhasilan Pengaturan Perangkat Dalam pengamatan jarak jangkau keberhasilan pengendalian melalui remote control, maka dilakukan pengamatan jarak antara remote ke mikrokontroler tiap perubahan 3 meter dengan 20 kali percobaan tiap jaraknya terhadap perangkat AC, TV, DVD, dan lampu. Tiap keberhasilan pengujian akan diberi nilai 1 dan jika gagal diberi nilai 0. Keberhasilan pengaturan perangkat ditunjukkan pada Tabel 7. TABEL 7. KEBERHASILAN PENGATURAN PERANGKAT Jarak remote ke mikrokontroler 3m 6m 9m 12 m > 12 m ISSN: 1979-2867 TV AC DVD Lampu 20 20 19 15 20 20 20 18 20 20 20 17 20 20 20 20 - - - - PERANCANGAN REMOTE CONTROL TERPADU UNTUK PENGATURAN PENGGUNAAN … 167 Dari Tabel 7, didapat bahwa ketika jarak remote ke mikrokontroler kurang dari 9 meter pengendali untuk mengatur fasilitas dalam kamar hotel dapat berfungsi dengan baik. Pengujian sebanyak 20 kali, berhasil 100%. IV.4. Pengamatan Jarak Pengiriman Perintah Room Service Dalam sistem ini, modul transmitter RF yang digunakan adalah Modul RF433 dan diuji pada saat tanpa ada halangan dengan modul receiver RF. Pengamatan dilakukan dengan perubahan jarak tiap 3 meter yang ditunjukkan pada Tabel 8. TABEL 8. PENGIRIMAN PERINTAH ROOM SERVICE Jarak (m) Keberhasilan pengiriman Jarak (m) Keberhasilan pengiriman 3 √ 18 √ 6 √ 21 √ 9 √ 24 √ 12 √ > 24 - 15 √ √ = berhasil - = gagal Dari hasil pengukuran yang ditunjukkan pada Tabel 8, didapat jarak maksimum transmisi yang masih baik apabila jarak antara transmitter RF dan receiver kurang dari 24 meter. V. KESIMPULAN 1. 2. Realisasi perangkat pengendali untuk mengatur fasilitas dalam kamar hotel dapat berfungsi baik dengan jarak remote ke mikrokontroler kurang dari 9 meter. Pemanggilan pelayanan kamar (Room Service) berfungsi baik dengan kondisi jarak antara kamar dan control room tidak lebih dari 24 meter. DAFTAR REFERENSI [1] http://www.adrian-kingston.com/IRFormatPioneer.htm/ [2] http://www.sbprojects.com/knowledge/ir ISSN: 1979-2867