Pengembangan Sistem Smart Home Berbasis Internet of Things
Keywords:
Internet of Things, Smart Home, ESP32, MQTT, SensorAbstract
Kehidupan perkotaan modern menuntut pengelolaan rumah tinggal yang lebih efisien, nyaman, dan aman, sementara sebagian besar rumah di Indonesia masih mengandalkan sistem manual seperti saklar fisik dan pengawasan keamanan yang bersifat reaktif. Penelitian ini bertujuan untuk merancang prototipe sistem smart home berbasis Internet of Things (IoT) yang mampu mengendalikan lima modul utama, yaitu lampu, kipas/AC, kunci pintu elektrik, sensor suhu dan kelembaban, serta sensor asap, secara otomatis maupun manual. Metode yang digunakan terdiri dari analisis jenis dan sumber data primer dan sekunder, pengumpulan data melalui studi literatur, serta tahapan penelitian dengan pendekatan Prototyping yang meliputi analisis kebutuhan dan perancangan sistem, sebagai landasan bagi tahap implementasi pada penelitian lanjutan. Sistem dirancang untuk memanfaatkan mikrokontroler ESP32 dan protokol komunikasi MQTT melalui jaringan Wi-Fi, dilengkapi mekanisme fallback ke kontrol lokal apabila koneksi internet terputus, serta antarmuka berupa aplikasi Android dan dashboard web. Penelitian ini diharapkan menghasilkan kerangka kerja sistem hunian cerdas yang terjangkau dan andal sebagai dasar pengembangan lebih lanjut.
References
[1] : Analisis kebutuhan Tahapan ini bertujuan untuk mengidentifikasi dan menentukan fungsi utama sistem, yaitu kendali perangkat, monitoring, dan notifikasi, serta batasan non-fungsional seperti latensi dan biaya. Perancangan Tahapan ini dilakukan untuk menghasilkan rancangan sistem yang akan dikembangkan, meliputi diagram blok, skema elektronik, topologi jaringan, serta mockup antarmuka aplikasi. III. Hasil dan Pembahasan 3.1. Landasan teori dan kebutuhan sistem Internet of Things (IoT) merupakan jaringan yang menghubungkan objek fisik agar dapat saling bertukar data dan dikendalikan tanpa intervensi manusia secara langsung. Dalam konteks hunian, IoT berfungsi sebagai jembatan antara perangkat keras rumah tangga dengan sistem kendali terpusat, memungkinkan otomatisasi berdasarkan kondisi lingkungan atau perintah pengguna
[2] . Arsitektur IoT umumnya dibagi menjadi tiga lapisan, yaitu perangkat persepsi yang menangkap data fisik, lapisan jaringan yang menyalurkan informasi, serta lapisan aplikasi yang menyajikan antarmuka dan logika kendali
[3] . Pada penelitian ini, kebutuhan sistem dibagi menjadi 2 kategori, yaitu kebutuhan perangkat lunak (software) serta kebutuhan perangkat keras (hardware). 3.1.1. perangkat lunak yang diperlukan: 3.1.1.1 Broker MQTT Protokol MQTT diadopsi sebagai standar komunikasi karena menggunakan model publish-subscribe melalui perantara broker, sehingga lebih ringan dan cocok untuk transmisi data sensor secara berkala maupun berbasis event dibandingkan HTTP yang berbasis request-response
[4] . Penelitian ini merencanakan pemanfaatan broker open-source agar tidak bergantung pada satu vendor. 3.1.1.2 Aplikasi Android dan dashboard web Merupakan antarmuka pengguna yang digunakan untuk memonitor status perangkat serta sensor lingkungan, mengatur mode otomatis/manual, dan menerima notifikasi, yang terhubung ke backend melalui REST API atau WebSocket
[5] ,
[6] . 3.1.2. perangkat keras yang diperlukan: 3.1.2.1 ESP32 ESP32 dipilih sebagai mikrokontroler utama karena telah menyertakan modul Wi-Fi dan Bluetooth, konsumsi daya yang relatif rendah, serta kompatibilitas yang luas dengan berbagai sensor dan aktuator komersial
[7] 3.1.2.2 Modul kendali perangkat Terdiri dari relay untuk kendali lampu, kipas/AC, dan kunci pintu elektrik, yang diaktifkan berdasarkan perintah dari aplikasi maupun logika otomatis pada mikrokontroler
[8] . 3.1.2.3 Modul sensor Terdiri dari sensor suhu dan kelembaban serta sensor asap yang datanya dipublikasikan secara berkala ke broker MQTT untuk keperluan monitoring dan notifikasi dini
[9] ,
[10] . 3.2. Rancangan sistem Tahapan perancangan ini terdiri dari penjelasan terkait arsitektur sistem, alur kerja sistem, serta mekanisme keandalan jaringan. 3.2.1 Arsitektur dan topologi jaringan Setiap modul sensor dan aktuator terhubung ke ESP32, yang selanjutnya mempublikasikan dan melanggan data melalui broker MQTT pada jaringan Wi-Fi 2.4 GHz. Arsitektur hybrid lokal-cloud memastikan sistem tetap dapat dijalankan secara manual melalui jaringan Wi-Fi rumah, sekaligus menyimpan data riwayat untuk dipantau jarak jauh melalui aplikasi Android dan dashboard web. Gambar 2. Diagram blok sistem smart home 3.2.2 Alur kerja sistem Sistem dimulai dengan pembacaan status sensor dan perintah pengguna. Pada mode otomatis, ESP32 mengevaluasi data sensor terhadap ambang yang ditentukan untuk mengaktifkan aktuator terkait dan mengirim notifikasi ke aplikasi apabila terdeteksi anomali, seperti kenaikan suhu ekstrem atau terdeteksinya asap. Pada mode manual, perintah dari aplikasi diteruskan melalui broker MQTT untuk langsung mengaktifkan relay yang dituju. Gambar 3. Flowchart alur kerja sistem 3.2.3 Mekanisme fallback lokal Apabila koneksi internet terputus, sistem tetap dapat dikendalikan secara lokal melalui jaringan Wi-Fi rumah tanpa bergantung pada broker cloud, sehingga fungsi kendali dasar tidak sepenuhnya hilang saat terjadi gangguan jaringan
[11] . 3.2.4 Perancangan skematik dan pengkabelan Skema pengkabelan antar komponen elektronik dirancang berdasarkan alokasi pin GPIO ESP32 yang umum digunakan pada aplikasi sejenis, sebagaimana disajikan pada Gambar 4. Gambar 4. Skema pengkabelan sistem smart home Penjelasan konfigurasi pin masing-masing komponen disajikan pada tabel berikut. Tabel 1. Konfigurasi pin sensor DHT22 ke ESP32 Tabel 2. Konfigurasi pin sensor MQ-2 ke ESP32 Tabel 3. Konfigurasi pin modul relay ke ESP32 Tabel 4. Konfigurasi keluaran relay ke aktuator Alokasi pin di atas bersifat rencana awal (default) dan dapat disesuaikan pada tahap implementasi menyesuaikan ketersediaan modul serta hasil pengujian kompatibilitas perangkat keras. 3.2.4.1 Modul tambahan: sistem kunci akses RFID Sebagai pelengkap mekanisme kunci pintu elektrik, dirancang pula jalur akses berbasis modul pembaca RFID RC522 yang terhubung ke ESP32 melalui antarmuka SPI, dilengkapi buzzer sebagai indikator suara dan modul relay yang menggerakkan solenoid pada kotak pengaman, sebagaimana disajikan pada Gambar 5. Gambar 5. Rangkaian sistem kunci akses berbasis RFID IV. Kesimpulan Berdasarkan tahapan analisis kebutuhan dan perancangan yang telah dilakukan, penelitian ini berhasil menyusun cetak biru (blueprint) sistem smart home berbasis Internet of Things yang mengintegrasikan kendali perangkat rumah tangga, pemantauan kondisi lingkungan, serta notifikasi keamanan secara real-time. Rancangan arsitektur hybrid lokal-cloud dengan protokol MQTT dan mikrokontroler ESP32 diharapkan mampu menjawab keterbatasan solusi smart home komersial yang tertutup dan bergantung penuh pada konektivitas internet. Penelitian ini juga berhasil menjawab tujuan utama penelitian yang berupa perancangan sebuah prototipe sistem smart home berbasis Internet of Things yang terjangkau, fleksibel, dan siap dikembangkan pada tahap implementasi selanjutnya. REFERENSI
[12] M. Zia, M. Siddiqua, M. Ouameur, M. Bagaa, and F. Turjman, “Securing the Future: A Survey on Smart Home Security in IoT-Integrated Smart Cities,” NET, vol. 12, no. 1, pp. 1–18, Mar. 2025, doi: 10.11648/j.net.20251201.11.
[13] K. A. Yasa, I. M. Purbhawa, I. M. S. Yasa, I. W. Teresna, A. Nugroho, and S. Winardi, “IoT-based Electrical Power Recording using ESP32 and PZEM-004T Microcontrollers,” JCSTS, vol. 5, no. 4, pp. 62–68, Nov. 2023, doi: 10.32996/jcsts.2023.5.4.7.
[14] A. M. Alrasyid, Rivai, N. R. Diasri, D. Ulandari, and R. P. Laksana, “PENGARUH TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS (IOT) TERHADAP EFISIENSI ENERGI DI SMART HOME,” JISMDB, vol. 2, no. 3, pp. 223–230, Apr. 2025, doi: 10.70248/jismdb.v2i3.2209.
[15] H. R. Lucero, V. M. Asuncion, J. C. Abenir, I. M. Y. Maiquez, and J. L. Noda, “IoT-Based Home Automation: A Modular System with Smart Monitoring and Control Features,” IJRIAS, vol. X, no. VIII, pp. 2167–2172, 2025, doi: 10.51584/IJRIAS.2025.100800190.
[16] A. M. Nando and E. Fitriani, “Smart Home Menggunakan PLC Outseal Berbasis Internet Of Things,” AMPERE, vol. 8, no. 1, pp. 22–31, Jun. 2023, doi: 10.31851/ampere.v8i1.9314.
[17] S. Aprilisa and R. Aulia, “Penerapan Metode Prototype dalam Pengembangan Sistem Informasi Inventory Barang Berbasis Web,” JUTIN, vol. 7, no. 1, pp. 333–340, Jan. 2024, doi: 10.31004/jutin.v7i1.24749.
[18] W. Fang and C. Zhu, “Advances in Architecture, Protocols, and Challenges in Internet of Things: From Technologies to Applications,” Applied Sciences, vol. 14, no. 8, p. 3266, Apr. 2024, doi: 10.3390/app14083266.
[19] S. Khan, H. Ali, and Z. Shah, “Systematic analysis of smart homes: Current trends and future recommendations,” Cogent Engineering, vol. 11, no. 1, p. 2344452, Dec. 2024, doi: 10.1080/23311916.2024.2344452.
[20] I. R. Nugraha, W. H. N. Putra, and E. Setiawan, “A Comparative Study of HTTP and MQTT for IoT Applications in Hydroponics,” J. RESTI (Rekayasa Sist. Teknol. Inf.), vol. 8, no. 1, pp. 119–126, Feb. 2024, doi: 10.29207/resti.v8i1.5561.
[21] R. Gustia, W. Febriani, M. Hasanah, and A. Fradana, “Perancangan Smart Home Berbasis Iot Menggunakan Esp32, Telegram dan Spreadsheet,” Jurnal Pustaka AI, vol. 5, no. 3, pp. 695–700, Dec. 2025, doi: 10.55382/jurnalpustakaai.v5i3.1482.
[22] C. A. Prameswari, “SISTEM SMART HOME BERBASIS ESP32 DENGAN RTOS DAN MQTT SERTA APLIKASI FLUTTER UNTUK MONITORING REAL-TIME,” JITET, vol. 14, no. 2, Apr. 2026, doi: 10.23960/jitet.v14i2.9367.
[23] Suryanto and S. Watmah, “Pemantauan Catu Daya untuk Proteksi Listrik Menggunakan ESP32 Berbasis Internet of Things (IOT),” imtech, vol. 6, no. 2, pp. 94–99, Jul. 2025, doi: 10.31294/imtechno.v6i2.9518.
[24] M. V. Gultom and I. S. Putro, “SISTEM DETEKSI KEBAKARAN BERBASIS IOT DENGAN MIKROKONTROLER ESP32,” JITET, vol. 13, no. 2, Apr. 2025, doi: 10.23960/jitet.v13i2.6236.
[25] Amalia Rahman, Lalu Delsi Samsumar, and Muhammad Nasirudin Karim, “Sistem Deteksi Kebakaran Pada Rumah Dengan Notifikasi Whatsapp Berbasis IoT,” JOCSTEC, vol. 2, no. 3, pp. 135–143, Sep. 2024, doi: 10.59435/jocstec.v2i3.412.
[26] I. P. Dewi and R. Fikri, “Optimalisasi Keamanan Rumah dengan Implementasi Sistem Notifikasi Gerbang Cerdas Berbasis Internet of Things (IoT),” JoSYC, vol. 4, no. 4, pp. 816–829, Aug. 2023, doi: 10.47065/josyc.v4i4.4004.
