Sefhia Budiarti

 Bluetooth Module

1. Internet of Things

Internet of Things (IoT) adalah suatu konsep atau program dimana sebuah objek memiliki kemampuan untuk mentransmisikan atau mengirimkan data melalui jaringan tanpa menggunakan bantuan perangkat komputer dan manusia. Perkembangan IoT dapat dilihat mulai dari tingkat konvergensi teknologi nirkabel, microelectromechanical (MEMS), internet, dan QR (Quick Responses) Code. IoT juga sering diidentifikasi dengan RFID (Radio Frequency Identification) sebagai metode komunikasi. IoT juga mencakup teknologi berbasis sensor, seperti teknologi nirkabel dan QR Code yang sering dijumpai. Banyak sekali teknologi yang telah menerapkan sistem IoT, sebagai contoh sensor cahaya, sensor suara dari teknologi Google terbaru, yaitu Google Ai, dan Amazon Alexa.

Ada sekitarnya tujuh prinsip dasar yang menopang IoT sebagai berikut:

1.       Big Analog Data

Big Analog Data bisa didapatkan dari berbagai macam sumber yang sifatnya alami seperti cahaya, sinyal radio, getaran, suhu, dan sebagainya, serta bisa dihasilkan oleh peralatan mekanis atau elektronik. Big Analog Data adalah tipe Big Data yang terbesar dan tercepat jika dibandingkan dengan tipe-tipe Big Data lainnya.

2.       Perpetual Connectivity

Perpetual Connectivity merupakan konektivitas yang terus-menerus menghubungkan perangkat ke internet. IoT yang selalu terhubung dan aktif dapat memberikan tiga manfaat utama seperti:

a.     Monitor: Pemantauan berkelanjutan yang memberikan pengetahuan berisi informasi real time tentang penggunaan suatu produk atau pengguna di lingkungan industri.

b.    Maintain: Pemantauan berkelanjutan memungkinkan kita untuk melakukan peningkatan atau tindakan-tindakan tertentu sesuai dengan kebutuhan.

c.  Motivate: Konektivitas yang konstan dan berkelanjutan dengan konsumen atau pekerja memungkinkan pelaku usaha atau pemilik organisasi untuk memotivasi orang lain membeli produk, mengambil tindakan, dan sebagainya.

3.       Really Real Time

Definisi real time untuk IoT dimulai dari sensor atau saat data diperoleh. Real time untuk IoT tidak dimulai ketika data mengenai switch jaringan atau sistem komputer. Real time diperlukan untuk menentukan respons langsung dari sistem kontrol.

4.        The Spectrum of Insight

“Spectrum of Insight” berasal dari data IoT yang berkaitan dengan posisinya dalam lima fase data flow yaitu real time, in motion (bergerak), early life, at rest (saat istirahat), dan arsip. Di ujung lain dari spektrum, data yang diarsipkan di pusat data atau cloud dapat diambil untuk analisis komparatif terhadap data yang lebih baru.

5.       Immediacy Versus Depth

Dengan berbekal komputer dan solusi IoT di era digital ini, akan ada pertukaran antara kecepatan dan kedalaman yang didapatkan. Artinya, seseorang bisa langsung mendapatkan “Time-to-Insight” pada analitik yang belum sempurna seperti perbandingan suhu atau transformasi Fourier cepat untuk menentukan apakah memutar roda pada trem akan menyebabkan kecelakaan. Time (waktu) di sini dibutuhkan untuk mendapatkan insight (wawasan) yang mendalam tentang suatu data. Data yang dikumpulkan membutuhkan waktu yang lama untuk dianalisis dan sejumlah besar perangkat komputer back-end.

6.       Shift Left

Drive untuk mendapatkan wawasan tersebut akan menghasilkan komputasi dan analisis data canggih yang biasanya disediakan untuk cloud atau pusat data.

7.        The Next 

      Big Data biasanya ditandai dengan “V” yaitu Volume, Velocity, Variety, dan Value. The next V yang dimaksud adalah Visibility. Ketika data dikumpulkan, para ilmuwan data di seluruh dunia harus bisa melihat dan mengaksesnya sesuai kebutuhan. Visibilitas menawarkan kemudahan yang menjadikan pengguna tidak harus mentransfer sejumlah besar data ke orang atau lokasi yang jauh.

2. Arduino

Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino merupakan pengendali mikro single-board yang dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Mikrokontroler itu sendiri adalah chip atau IC (integrated circuit) yang bisa diprogram menggunakan komputer. Tujuan menanamkan program pada mikrokontroler adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca input, memproses input tersebut dan kemudian menghasilkan output sesuai yang diinginkan. Jadi mikrokontroler bertugas sebagai otak yang mengendalikan input, proses dan output sebuah rangkaian elektronik.

Bahasa pemrograman Arduino adalah bahasa C. Tetapi bahasa ini sudah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana sehingga pemula pun bisa mempelajarinya dengan cukup mudah.

3. Breadboard

Breadboard adalah papan plastik persegi panjang dengan banyak lubang kecil di dalamnya. Breadboard merupakan sebuah board atau papan yang berfungsi untuk merancang sebuah rangkaian elektronik sederhana. Umumnya breadboard terbuat dari bahan plastik yang juga sudah terdapat berbagai lubang. Lubang tersebut sudah diatur sebelumnya sehingga membentuk pola yang didasarkan pada pola jaringan di dalamnya. Selain itu, breadboard yang bisa ditemukan di pasaran umumnya dibagi menjadi 3 ukuran yaitu mini breadboard, medium breadboard, dan large breadboard. Untuk mini breadboard, ia memiliki kurang lebih 170 titik. Sementara untuk medium breadboard sudah dilengkapi dengan kurang lebih 400 titik. Large breadboard memiliki lubang kurang lebih 830. 

Kegunaan breadboard yaitu sebagai media penghantar (konduktor listrik) sekaligus tempat kabel jumper dilekatkan. Sehingga arus dari satu komponen bisa terdistribusi dengan baik sesuai keinginan ke komponen lain tanpa harus merepotkan pengguna untuk melakukan penyolderan atau melakukan bongkar pasang.

Salah satu kelebihan dari penggunaan breadboard adalah komponen-komponen yang telah dirakit tak akan rusak dan mudah untuk dibongkar pasang. Ini karena papan breadboard merupakan papan tanpa solder (solderless). Komponen tersebut juga masih bisa dirangkai kembali untuk membentuk rangkaian yang lainnya.

4. LED

Light-emitting diode (LED) adalah perangkat semikonduktor yang memancarkan cahaya tampak ketika arus listrik melewatinya. LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering dijumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan lampu pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya.  Oleh karena itu, saat ini LED yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K). Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

5. Bluetooth Module

Bluetooth merupakan standar teknologi pertukaran data tanpa kabel yang memiliki jangkauan jarak pendek menggunakan frekuensi radio UHF dengan lebar pita 2,4 GHz sampai 2,485 GHz. Jangkauan jarak yang dapat dijangkau oleh Bluetooth ini sekitar ±10 meter, namun sekarang sudah tersedia bluetooth dengan jarak jaungkauan yang relatif lebih jauh yaitu ±100 meter ada pada bluetooth versi 4.0. Menggunakan teknologi bluetooth ini memungkinkan untuk membangun sebuah jaringan pribadi (Personal Area Network). Teknologi bluetooth sudah banyak diterapkan di berbagai perangkat seperti handphone, komputer, speaker, dan lain-lain.

Metode pertukaran data pada bluetooth yaitu dapat melakukan pengiriman dan penerimaan data secara serempak. Ada beberapa perkembangan versi bluetooth mulai dari bluetooth v1.0, bluetooth v2.0, bluetooth v3.0, bluetooth v4.0 dan yang terakhir bluetooth v5.0. Perbedaan dari setiap versi bluetooth adalah dari segi kecepatan komunikasi data, daya listrik yang semakin rendah, dan keamanan dalam komunikasi data.

Modul bluetooth HC-05 merupakan modul komunikasi nirkabel yang beroperasi pada frekuensi 2.4 GHz dan menggunakan teknologi bluetooth versi 2.0 + EDR, dimana dapat beropersi dengan pilihan dua mode konektivitas. Modul HC-05 dapat diatur menjadi Master (pengendali atau dapat bertindak sebagai transceiver) atau sebagai Slave (yang dikendalikan atau receiver data). Modul ini bekerja pada rentang tegangan 3.3 volt sampai 5 volt DC.

Modul bluetooth HC-05 dengan supply tegangan sebesar 3,3 V ke pin 12 modul bluetooth sebagai VCC. Pin 1 pada modul Bluetooth sebagai transmitter. Kemudian pin 2 pada bluetooth sebagai receiver. Modul bluetooth ini terdiri dari 6 pin konektor, yang setiap pin konektor memiliki fungsi yang berbeda - beda.

1.        Pin VCC berfungsi sebagai sumber tegangan 3,3 V - 5 V

2.        Pin GND berfungsi sebagai sumber tegangan 0 V

3.        Pin Tx berfungsi mengirimkan data ke mikrokontroler

4.        Pin Rx berfungsi menerima data yang dikirim oleh mikrokontroler

5.        Pin EN berfungsi sebagai push button "EN" untuk masuk mode "AT Command"

6.     Pin STATE berfungsi memberikan informasi apakah modul bluetooth HC-05 sudah terhubung ke mikrokontroler

Pengaplikasian komponen ini sangat cocok pada project elektronika dengan komunikasi nirkabel atau wireless. Aplikasi yang dimaksud antara lain aplikasi sistem kendali, monitoring, maupun gabungan keduanya. Antarmuka yang dipergunakan untuk mengakses module ini yaitu serial TXD, RXD, VCC serta GND. Serta terdapat LED (built in) sebagai indikator koneksi bluetooth terhadap perangkat lainnya seperti sesama module, dengan smartphone android, dan sebagainya.

6. Alat dan Bahan Praktikum

Alat dan bahan yang digunakan untuk membuat rangkaian arduino dengan bluetooth module untuk komunikasi LED on/off melalui kontrol dengan smartphone sebagai berikut:

1.        Arduino

2.        Breadboard

3.        LED

4.     Bluetooth Module

7. Cara Membuat Rangkaian Arduino dan Bluetooth

Untuk membuat rangkaian arduino dan bluetooth dipersipkan alat dan bahan yang dibutuhkan. Berikut ini langkah-langkah yang dilakukan untuk membuat rangkaian arduino dengan bluetooth, dan penulisan kode program serta pengujiannya:

1.      Membuat rangkaian untuk menghubungkan arduino dan bluetooth. Berikut simulasi rangkaian yang dibuat.

Membuat rangkaian arduino dan bluetooth sesuai dengan simulasi rangkaian.

2.      Selanjutnya menuliskan kode program pada software Arduino IDE. Dituliskan kode program untuk mengontrol cahaya LED agar dapat hidup atau mati dengan aplikasi di smartphone yang terhubung melalui bluetooth. Berikut kode program yang perlu dituliskan di Arduino IDE.

Pada kode program diatas, pada void setup() dituliskan Serial.begin(9600) berfungsi untuk mengatur kecepatan transfer data pada arduino. Dituliskan juga bahwa pin 0 merupakan OUTPUT yang akan menghasilkan output berupa cahaya lampu. Kemudian, pada void loop() dituliskan pengkondisian dimana jika menekan a maka lampu akan menyala, tetapi jika menekan d maka lampu mati. Menekan a dan d ini dilakukan di smartphone.

3.    Kemudian, di smartphone sebelumnya install terlebih dahulu aplikasi yang dapat membaca signal bluetooth dari rangkaian arduino. Disini digunakan aplikasi BluControl. Buka aplikasi tersebut

Lalu, scan bluetooth yang dapat ditangkap oleh smartphone.

Apabila berhasil terkoneksi maka akan muncul pemberitahuannya.

4.    Setelah smartphone berhasil terhubung dengan bluetooth maka selanjutnya melakukan pengujian. Pada smartphone tekan A maka lampu akan menyala.

Sedangkan jika menekan D maka lampu akan mati.

Daftar Pustaka

Adani, M. R. (2020, November 23). Mengenal Apa Itu Internet of Things dan Contoh Penerapannya. Retrieved from Sekawan Media: https://www.sekawanmedia.co.id/pengertian-internet-of-things/

Baharsyah, A. N. (2019, Agustus 26). Pengertian Internet of Things (IoT): Semua Hal yang Perlu Kamu Tahu. Retrieved from Jagoan Hosting: https://www.jagoanhosting.com/blog/pengertian-internet-of-things-iot/

Efendi, I. (n.d.). Pengertian dan Kelebihan Arduino. Retrieved from IT-Jurnal: https://www.it-jurnal.com/pengertian-dan-kelebihan-arduino/

Mengenal Arduino : Pengertian, Sejarah, Kelebihan dan Jenis- Jenisnya. (2018, Agustus 7). Retrieved from Andalan Elektro: https://www.andalanelektro.id/2018/08/mengenal-arduino.html

Pengenalan Modul Bluetooth HC-05. (2020, Januari 9). Retrieved from Dunia Elektro: https://www.sekolahotomasi.com/2020/01/pengenalan-modul-bluetooth-hc-05.html

Zakaria. (2020, Agustus 1). Pengertian Breadboard Beserta Prinsip Kerja, Jenis dan Harga Breadboard. Retrieved from Nesabamedia: https://www.nesabamedia.com/pengertian-breadboard/

https://www.youtube.com/watch?v=OhnxU8xALtg