Greeting, hello to all.
dalam rangka meramaikan COC computer stuf ane mau nyumbang ide/ konsep alat yang mungkin bisa berguna bagi kita semua, terutama dalam hal keselamatan terhadap bahaya kebakaran dan kanker (kantong kering) akibat kelalaian dalam penggunaan listrik.

The Idea
Sejak awal ane mulai menggunakan handphone mulai dari Nokia sampai sekarang makai smartphone Android ada satu masalah yang konsisten yaitu battery yang gelembung/ gendut. Penyebabnya juga sudah diketahui bersama yaitu overcharging tapi anehnya perusahaan smartphone lebih fokus meningkatkan performa, layar, teknologi login, dst. So untuk mengatasi masalah ini ane ada idea tuk membuat Programmable Power Plug atau Stop Kontak Pintar  . Jadi nantinya saklar ini bisa on dan off pada waktu tertentu sesuai jadwal atau interval secara automagically, prinsip kerja seperti terlihat pada gambar 1 dibawah.


Tapi sebelumnya :


Dasar Teori
Alat ini memiliki beberapa komponen utama yaitu :

1. Microcontroller
   Microcontroller atau pengendali mikro merupakan sistem mikroprosesor lengkap yang terkandung di dalam sebuah chip. secara sederhana nya microcontroller seperti pc micro karena didalamnya sudah ada CPU, media penyimpanan permanen (ROM,EPROM,EEPROM), media penyimpanan sementara (RAM), input/output port, ADC (analog to digital converter), dan DAC (digital to analog converter).
   
2. RTC (real time clock)
   merupakan rangkaian terintegrasi (IC) yang berfungsi untuk menghitung waktu. analoginya ini adalah jam yang bisa diatur dan dilihat oleh perangkat elektronik/ microncontroller. Contoh aplikasinya ialah rangkaian pencatat waktu pada BIOS computer.
   
3. Relay switch
   atau saklar relay adalah saklar elektro mekanik yang bekerja berdasarkan prinsip elektromagnetik. Kenapa dibilang elektro mekanik karena alat ini perlu diberikan tegangan/ voltase (arus DC) untuk berpindah dari posisi saklar off ke saklar on atau sebaliknya, jadi kalau saklar mekanik biasa perlu ditekan untuk mengubah posisi on off di saklar relay ini cukup diberikan tegangan. Lebih jelasnya google
   

Perangkat Keras yang Dibutuhkan

1. 1 buah rangkaian microcontroller
   walaupun microcontroller pada dasarnya sudah siap pakai namun tetap membutuhkan beberapa komponen pendukung spt external clock, regulator tegangan, komunikasi serial, dll. Pada umumnya rangkaian minimum sudah dirancangan oleh pabrikan dan tersedia di ruang publik sehingga kita bisa rakit sendiri. Namun karena ane males jadi disini ane akan design berdasarkan open source single board microcontroller yang terkenal yaitu arduino, ane pilih yang versi murah aja seperti arduino uno (sebenarnya lbh cocok arduino nano karena ukurannya yang kecil tp karena ane cm punya uno jadi untuk tujuan demo ini pakai uno)
   
2. 1 buah modul DS3231 RTC
   
3. 1 buah modul Relay 2 channel.
   
4. 1 buah power supply/ smartphone charger dengan tegangan antara 6-20V
   
5. 1 buah kabel usb jack tipe B to usb (biasanya included sama arduino)
   
6. 2 buah 2x1 atau 1 buah 4x1 battery AA case beserta 4 battery AA. Nggak pakai battery 9V karena bila tegangan battery lebih dari 6.6 V nanti si Arduino akan selalu ngambil daya dari battery. Warning : Pemasangan battery yang terbalik bisa merusak microcontroller, jadi perhatikan dengan sangat polaritasnya
   
7. kabel berkualitas (tipis dan tebal), yang tipis buat tegangan rendah dan yang tebal buat tegangan tinggi.
   
8. 2 buah stop kontak single SNI certified
   
9. 2 biji resistor 220 ohm
   
10. 2 biji resistor 10k ohm
    
11. 2 biji led (merah dan ijo), pemasangan nggak bisa bolak balik, cek polaritas pakai multitester
    
12. 2 buah tactile switch button / saklar kecil yang bisa balik off otomatis
    
13. 1 papan PCB bolong-bolong ukuran kecil
    
14. Peralatan servis elektronik (Solder, timah dan multitester)
    

Fungsi Dasar Pinout Modul
sebelum merakit ada baiknya kita mengetahui beberapa fungsi pin/ input output dari modul arduino nano, modul RTC, dan Modul relay 2 channel.

1. Modul Arduino
   kurang lebih ada 6 jenis input output pada arduino, yaitu:
   
   1. power , berhubungan dengan koneksi tegangan
      
   2. komunikasi, berfungsi sebagai koneksi data (serial, SPI, I2C). Disini dipakai koneksi I2C / 2 wire untuk menghubungkan modul RTC dengan arduino, dimana ada dua pin yang harus diperhatikan yaitu sda dan scl. untuk ardunio uno dan nano, sda ada di pin A4 dan scl di pin A5 (lihat gambar 5 dibawah). Pin sda di arduino dihubungkan ke pin sda modul RTC demikian juga pin scl di arduino dihubungkan ke pin scl modul RTC.
      
   3. ADC, konverter tegangan analog ke digital, biasanya digunakan untuk konversi tegangan input analog ke digital sehingga kemudian bisa diproses secara digital, contoh tegangan dari thermocouple, thermistor, dll. Alat yang dibangun tidak memakai ADC, sehingga fungsi ADC tidak digunakan
      
   4. PWM, pulse width modulator, (opo iki indonesiane), digunakan untuk mengatur besarnya output tegangan menggunakan signal digital, contoh mengatur kecepatan putar motor. Alat yang dibangun tidak membutuhkan PWM
      
   5. External Interrupts, dapat digunakan untuk mendeteksi adanya signal interupt (digital input) dari luar contoh penghitung kecepatan putar motor berdasarkan hall effect. Alat yang dibangun menggunakan ext interrupts untuk memonitor penekanan switch button oleh user.
      
   6. digital input/ output, input/ output signal 0 (0V) dan 1 (5V), Digunakan untuk mengkontrol LED dan Relay.
      
   
   
2. Modul RTC
   
3. Pin pada modul RTC yang digunakan ialah VCC, Ground, SDA, dan SCL (lihat gambar 3), pin SDA di modul RTC harus dihubungkan ke pin SDA Arduino dan demikian juga pin SCL modul RTC harus dihubungkan ke pin SCL Arduino. VCC dihubungkan ke line tegangan 5V dan Ground ke 0V atau ground.Modul Relay
   
4. Pin IN1 digunakan untuk mengkontrol relay 1 dan pin IN2 digunakan untuk mengkontrol relay 2. Relay akan on apabila pada pin IN1 atau IN2 di hubungkan ke ground, dengan kata lain apabila Arduino memberikan signal LOW dan akan off apabila sebaliknya. Pin pada relay pada dasarnya seperti saklar 3 kaki, jadi harap diperhatikan yang mana NC (normally close) dan NO (normally open).
   

Perakitan
Ok, tanpa banyak cincong lagi, setelah dapat semua perangkat keras diatas kita bisa mulai merangkai semua modul tersebut sesuasi diagram schematik seperti terlihat pada gambar 6 dibawah ini (sorry newbi jd nggak bagus gambarnya ):


Perangkat Lunak
Seperti yang sudah ane sebut diatas, microcontroller bisa dibilang PC mikro makanya butuh program/ instruksi apa saja yang harus dilakukan. Untuk software pengembangan ane menggunakan Arduino IDE bisa di download disini.
Diagram alir dari program yang ane buat bisa dilihat di gambar 7, berikut :


Upload Code
Demi menghemat waktu ane nggak akan jelasin pemrogrammnya, tapi ane dah tambah koment2/ keterangan perbaris di kode tersebut sehingga bisa dimengerti (semoga). Ok lanjut ke cara upload kode ke arduino (asumsi semua sudah terakit seperti gambar 6), 

1. Install Arduino IDE di pc/laptop
   
2. Hubungkan arduino ke pc/ laptop menggunakan kabel USB (jangan hubungkan listrik tegangan tinggi ke stop kontak/ relay)
   
3. set usb port arduino di arduino IDE (lihat gambar 8), karena ane makai linux mungkin tampilan akan beda di platform lain
   
   Spoiler for Gambar 8, setting port Arduino IDE:
   
   
   
   
4. install library RTC DS3231 di arduino IDE, dengan cara pilih tools -> manage librarys.. di kolom pencarian ketik RTC DS3231 kemudian pilih dan install yang dari Andre Wicklert, Eric Ayars, dkk (butuh internet koneksi)
   
5. set waktu modul RTC dengan cara :
   
   1. download file code nya RTC_setTime
      
   2. buka dengan arduino IDE
      
   3. rubah data-data waktu, sesuaikan dengan waktu agan sekarang dan save
      
      Spoiler for Gambar 9, rubah code:
      
      
      
      
   4. click verify
      
   5. click upload
      
   6. buka jendela serial monitor dan check datanya
      
   
   
6. upload code programmable_power_plug ke arduino, dengan cara :
   
   1. download file code nya switch
      
   2. buka dengan arduino IDE
      
   3. rubah setting jam on, off dan interval sesuai keinginan, kemudian save
      
      Spoiler for Gambar 10, setting jam on, off, dan interval:
      
      
      
   4. click verify
      
   5. click upload
      
   
   
7. test kerja relay menggunakan multitester, kalau sudah OK baru pakai stop kontak dan tetap berhati-hati.
   
8. well done
   

Alhamdulillah, Selesai

Note:
Ane dah coba buat dan test fungsi dasarnya, sepertinya bekerja sesuai perancangan. Akan tetapi seperti pepatah bilang tak ada gading yang tak retak, biasanya sih akan ada bug disana-sini sehingga butuh penyempurnaan . Terima Kasih