Simple Home Automation

Sebelumnya, Penulis ingin mengucapkan SELAMAT TAHUN BARU 2022 kepada para seluruh Pembaca setia blog ini. Semoga di tahun yang baru ini kita bisa mencapai kesuksesan dalam segala hal. Amiiin ...

Projek ini sebenarnya merupakan kombinasi dari postingan sebelumnya. Yaitu 24 hours CMOS LED Clock dan Membuat wireless toggle switch. Hasilnya cukup lumayan, meskipun tentunya masih terdapat beberapa kelemahan. Tentunya berbeda dengan Home Automation yang berbasis IoT (Internet of Thing) yang interaktif dan bisa memberikan feedback, sistem analog ini bekerja secara otomatis dan independen sesuai timing yang sudah diprogramkan, meskipun bisa juga kita ambil alih dengan kontrol manual, apabila diperlukan.

Diagram Blok

Dengan penambahan rangkaian switch pada rangkaian 24 hours CMOS LED Clock , memungkinkan kita untuk membuat timer switch dengan satuan detik. Komponen utama rangkaian switch ini menggunakan Opto Isolator atau Opto Coupler. Mengapa saya pilih menggunakan opto isolator ? Bukannya IC logic ? Karena dengan menggunakan opto isolator lebih sederhana dalam pengaplikasiannya, sehingga memungkinkan untuk membuat PCB-nya lebih minimalis dan tidak memakan tempat. Penulis sudah berusaha merancang menggunakan IC dengan 4 input AND, tetapi ternyata hasilnya PCB serta layoutnya ternyata lebih besar apabila dibandingkan dengan menggunakan opto isolator.

Prinsipnya adalah merangkai beberapa opto isolator sebagai gerbang logika AND. Untuk timer switch dengan satuan detik, setidaknya dibutuhkan 6 (enam) buah opto isolator. Apabila menginginkan timer switch dengan satuan menit, maka cukup menggunakan 4 (empat) buah opto isolator. Di bawah ini adalah diagram blok untuk rangkaian switch.

Diagram Blok rangkaian switch

Opto isolator kita rangkai sedemikian rupa sehingga membentuk gerbang logika AND dengan 6 (enam) input. Inputnya kita sambungkan dengan output dari IC 4017 pada rangkaian clock sebelumnya, pada PCB Programing Board (Silakan baca : 24 hours CMOS LED Clock ).

Namun apabila kita menginginkan switch menyala pada 2 jam yang berbeda, maka kita tambahkan 2 buah opto isolator lagi, sehingga keseluruhannya akan menjadi 8 buah opto isolator. Sebagai contoh, misalnya switch akan kita gunakan untuk menyalakan dan memadamkan lampu depan rumah pada jam 17.30.00 dan akan padam keesokan paginya pada jam 05.30.00. Di bawah ini merupakan layout PCB timer switch dengan jam yang terpisah, tetapi tetap dengan menit dan detik yang sama.

Layout PCB Switch dengan jam yang terpisah

H0 dan H1 kita sambungkan pada output LED pada programming board.  Misal H0 adalah jam 17 dan H1 adalah jam 05. Opto isolator yang digunakan adalah tipe PC817. Untuk membatasi arus input Penulis berikan resistor dengan nilai 220 ohm, karena kebutuhan untuk inputnya (berdasarkan datasheet) hanya sekitar 5 - 15 mA. Keterangan untuk gambar "4 x PC817" sebenarnya hanya untuk menyederhanakan dalam proses menggambar, maka 4 buah opto isolator PC817, Penulis gambarkan dengan IC DIP16 (IC kaki 16). Relay nantinya akan men-switch transmitter modul RF 315 MHz.

Waktu pen - switch - an cuma 1 detik saja, Penulis anggap cukup karena nanti akan digunakan modul RF 315 MHz sebagai link antara transmitter dan receiver nya. (Silakan baca : Membuat "Wireless Toggle Switch" menggunakan Modul RF 315 MHz ).

Foto-foto di bawah ini adalah hasil karya yang sudah jadi dan sudah bekerja dengan baik sesuai ekspektasi Penulis.

 

 Tampak dari depan

Rangkaian yang sudah di masukkan dalam box bekas stabilizer PC. LED warna merah menunjukkan jam, warna kuning menunjukkan menit dan warna hijau menunjukkan detik.

 

Tampak dari belakang. 

Terdapat baterai Li Ion 18650 yang tersusun secara paralel, sehingga rangkaian akan tetap menyala meskipun listrik padam. Baterai tersebut akan menghasilkan tegangan sebesar 3,7 - 4,2 volt, yang kemudian melalui rangkaian DC Step Up Converter (Modul XL6009) diubah menjadi 5 volt yang digunakan untuk menghidupkan rangkaian clock dan switch.

 

Tampak dari Atas

 

Baterai tersebut di charging dengan menggunakan modul charger TP4056. Terlihat LED warna biru yang menunjukkan status bahwa baterai sudah dalam keadaan full charge.

 

 

Tampak dari samping

 

Penulis menggunakan 2 buah modul DC Step Up XL6009, yang satu digunakan untuk menaikkan tegangan dari baterai Li Ion (melalui modul charger TP4056) sedangkan modul yang satu digunakan untuk menaikkan tegangan dari charger (5 volt) menjadi 12 volt untuk menyalakan modul Transmitter RF 315 MHz.  Terlihat pada gambar di bawah ini, rangkaian Transmitter RF 315MHz yang sudah Penulis modifikasi pada bagian switchnya untuk dikoneksikan dengan relay dari timer switch.

 

Modul RF 315 MHz 

Gambar di bawah ini adalah penampakan dari rangkaian switch yang menggunakan opto isolator PC817 sebanyak 8 (delapan) buah. Berhubung pada modul RF315MHz terdapat 4 channel, maka Penulis membuat sebanyak 4 (empat) rangkaian switch. Pada gambar di bawah, 2 channel switch dibuat dalam satu PCB, kemudian dibawahnya terdapat satu lagi untuk 2 channel sisanya.

 

Rangkaian Switch

Secara umum, keseluruhan rangkaian bekerja sesuai harapan. Hanya terdapat selisih keterlambatan beberapa menit setelah rangkaian bekerja selama beberapa bulan. Namun hal tersebut bukanlah menjadi masalah, karena hour dan minute nya bisa kita adjust setiap saat. Kelemahan rangkaian tersebut terdapat pada rangkaian toggle switch bagian receiver RF Modul 315MHz. Apabila terjadi pemadaman listrik dan kemudian listriknya menyala, maka rangkaian toggle switchnya akan menyala (normaly ON), sehingga harus diambil alih dengan Kontrol Manual menggunakan Radio Remote Control Modul RF 315 MHz.

Demikianlah uraian singkat (yang mungkin sedikit membingungkan para Pembaca) tentang Simple Home Automation yang sudah Penulis rancang dan rangkai ini. 

 

Terima kasih dan semoga kesuksesan selalu menyertai para Pembaca di Tahun yang baru ini.