BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi Internet of Things (IoT) dan sistem tertanam (embedded system) telah mendorong penggunaan perangkat elektronik yang mampu menerima masukan, mengolah data, dan memberikan keluaran secara otomatis. Konsep tersebut memungkinkan berbagai perangkat fisik untuk merespons kondisi tertentu sesuai dengan program yang telah ditentukan. Salah satu penerapan sederhana dari konsep tersebut dapat ditemukan pada sistem bel pintu yang memanfaatkan mikrokontroler sebagai pengendali utama.

Bel pintu merupakan salah satu perangkat yang digunakan untuk memberikan tanda ketika terdapat tamu di depan pintu. Dalam pengembangannya, sistem bel pintu dapat dibuat lebih informatif dengan memberikan respons tidak hanya berupa suara, tetapi juga informasi visual kepada pengguna. Oleh karena itu, diperlukan suatu sistem yang mampu menerima masukan dari pengguna dan mengolahnya menjadi keluaran yang sesuai. Pada simulasi ini, push button digunakan sebagai masukan untuk mensimulasikan tombol bel, sedangkan buzzer dan LCD 16x2 I2C digunakan sebagai keluaran sistem. Ketika tombol ditekan, sistem akan menghasilkan bunyi bel melalui buzzer dan menampilkan informasi mengenai keberadaan tamu pada LCD. Penggunaan komponen tersebut sesuai dengan rancangan sistem yang dijelaskan pada laporan.

Arduino Uno digunakan sebagai mikrokontroler utama yang bertugas mengolah masukan dari push button dan mengatur keluaran sistem. Melalui pemrograman yang diberikan, Arduino Uno dapat mendeteksi kondisi tombol, mengaktifkan buzzer dengan pola nada tertentu, serta mengubah tampilan LCD sesuai dengan kondisi sistem. Dengan demikian, rangkaian tersebut dapat mensimulasikan alur kerja bel pintu pintar secara sederhana, mulai dari kondisi standby, ketika tombol ditekan, hingga sistem kembali ke kondisi standby. Hasil simulasi pada laporan menunjukkan bahwa push button, buzzer, dan LCD dapat bekerja sesuai dengan rancangan yang telah dibuat.

Dalam pembuatan dan pengujian sistem, Wokwi digunakan sebagai media simulasi elektronika berbasis web. Wokwi memungkinkan rangkaian Arduino dirancang, diprogram, dan dijalankan secara virtual sehingga proses pengujian dapat dilakukan tanpa menggunakan perangkat keras secara langsung. Hal ini sesuai dengan tujuan laporan yang berfokus pada hasil simulasi sistem bel pintu menggunakan Arduino Uno.

Berdasarkan hal tersebut, dilakukan simulasi bel pintu pintar berbasis Arduino Uno pada Wokwi untuk mengetahui penerapan mikrokontroler dalam mengolah masukan dari push button menjadi keluaran berupa bunyi pada buzzer dan informasi visual pada LCD. Simulasi ini juga digunakan untuk mengamati respons sistem terhadap kondisi tombol serta memastikan bahwa setiap komponen dapat bekerja sesuai dengan logika program yang telah dirancang.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, rumusan masalah dalam laporan ini adalah:

Bagaimana merancang simulasi bel pintu pintar berbasis Arduino Uno menggunakan Wokwi?
Bagaimana mengimplementasikan push button sebagai input serta buzzer dan LCD 16x2 I2C sebagai output pada sistem bel pintu pintar?
Bagaimana respons sistem ketika push button ditekan berdasarkan program yang telah dibuat?

1.3 Tujuan Laporan

Berdasarkan rumusan masalah yang telah diuraikan, tujuan dari penyusunan laporan ini adalah:

Merancang dan mensimulasikan sistem bel pintu pintar berbasis Arduino Uno menggunakan platform Wokwi.
Mengimplementasikan push button sebagai input serta buzzer dan LCD 16x2 I2C sebagai output pada sistem bel pintu pintar.
Mengetahui respons sistem terhadap penekanan push button berdasarkan program yang telah dirancang.

1.4 Manfaat Laporan

Pelaksanaan simulasi ini diharapkan dapat memberikan beberapa manfaat, yaitu:

Bagi mahasiswa, dapat meningkatkan pemahaman dan keterampilan dalam merancang serta memprogram sistem berbasis mikrokontroler menggunakan Arduino Uno.
Bagi pembelajaran IoT, dapat menjadi contoh penerapan sederhana konsep sistem elektronik yang menerima input dan menghasilkan output secara otomatis melalui pemrograman mikrokontroler.
Bagi proses perancangan dan pengujian, penggunaan Wokwi dapat membantu melakukan simulasi rangkaian dan mengamati respons sistem tanpa memerlukan perangkat keras secara langsung. Wokwi memang digunakan dalam laporan sebagai platform untuk merancang, menjalankan, dan menguji simulasi Arduino.
Bagi pengembangan sistem, hasil simulasi dapat menjadi dasar untuk pengembangan lebih lanjut, misalnya dengan menambahkan modul Wi-Fi agar sistem dapat memberikan notifikasi ke perangkat lain. Pengembangan semacam ini juga sejalan dengan saran pada laporan kelompok.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

2.1.1 Internet of Things

Internet of Things (IoT) adalah konsep yang menggambarkan jaringan perangkat fisik yang dilengkapi sensor, perangkat lunak, dan konektivitas, sehingga mampu saling mendeteksi, mengumpulkan, dan bertukar data secara otomatis tanpa memerlukan interaksi manual secara langsung (Microsoft Azure, n.d.). Melalui penerapan IoT, benda-benda di sekitar manusia, mulai dari peralatan rumah tangga hingga sistem keamanan, dapat dipantau maupun dikendalikan dari jarak jauh serta mampu merespons kondisi lingkungan secara otomatis. Prinsip dasar inilah yang melandasi berbagai proyek elektronika berbasis mikrokontroler, termasuk sistem bel pintu pintar pada laporan ini, yang memanfaatkan sensor input berupa push button serta perangkat output berupa buzzer dan LCD agar dapat merespons kehadiran tamu secara otomatis dan lebih informatif dibandingkan bel pintu konvensional.

2.1.2 Wokwi

Wokwi adalah simulator elektronika dan sistem tertanam (embedded system) berbasis web yang dapat digunakan untuk mensimulasikan berbagai jenis papan mikrokontroler seperti ESP32, Arduino, STM32, dan Raspberry Pi Pico, lengkap dengan berbagai modul pendukung seperti sensor, layar, dan motor (Wokwi, n.d.). Wokwi berjalan langsung di peramban (browser) tanpa memerlukan instalasi perangkat lunak tambahan, sehingga pengguna dapat merangkai komponen secara virtual, menuliskan kode program, dan langsung menjalankan simulasi untuk melihat perilaku rangkaian sebelum diterapkan pada perangkat keras yang sesungguhnya.

2.1.3 Arduino Uno

Arduino Uno merupakan salah satu papan mikrokontroler yang paling banyak digunakan dan didokumentasikan dalam keluarga Arduino. Papan ini dibangun berbasis chip ATmega328P dan dilengkapi 14 pin digital input/output (enam di antaranya dapat berfungsi sebagai output PWM), enam pin input analog, sebuah osilator kristal 16 MHz, port USB, jack power, header ICSP, serta tombol reset (Arduino Documentation, n.d.). Kelengkapan tersebut membuat Arduino Uno cukup dihubungkan ke komputer melalui kabel USB atau diberi daya melalui adaptor untuk dapat langsung digunakan, sehingga banyak dijadikan pilihan utama bagi pemula yang baru belajar elektronika dan pemrograman mikrokontroler.

2.1.4 Push Button

Push button adalah komponen elektronika sederhana yang berfungsi sebagai saklar (switch), yaitu menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik ketika ditekan. Agar pin input mikrokontroler tidak berada pada kondisi mengambang (floating) saat tombol tidak ditekan, diperlukan resistor pull-up atau pull-down. Arduino Uno menyediakan fitur resistor pull-up internal yang dapat diaktifkan melalui mode pin INPUT_PULLUP, sehingga pin akan bernilai HIGH secara default dan berubah menjadi LOW ketika tombol yang terhubung ke GND ditekan (Arduino Documentation, n.d.). Dengan memanfaatkan fitur ini, push button dapat dihubungkan langsung ke pin digital dan GND tanpa memerlukan resistor eksternal tambahan.

2.1.5 LCD 16x2 I2C

LCD (Liquid Crystal Display) 16x2 adalah modul layar yang mampu menampilkan 16 karakter pada 2 baris. Pada penggunaan LCD standar dibutuhkan cukup banyak pin data untuk mengendalikan tampilan. Untuk menyederhanakan pengkabelan, LCD dapat dipasangkan dengan modul konverter I2C sehingga komunikasi antara Arduino dan LCD cukup dilakukan melalui dua jalur, yaitu SDA (data) dan SCL (clock), ditambah jalur VCC dan GND untuk catu daya (SunFounder, n.d.). Pada Arduino Uno, jalur SDA dan SCL ini terhubung melalui pin analog A4 dan A5. Untuk mengendalikan LCD I2C melalui kode program, digunakan pustaka (library) LiquidCrystal_I2C yang menyediakan berbagai fungsi seperti menampilkan teks, mengatur posisi kursor, serta menyalakan lampu latar (backlight).

2.1.6 Buzzer

Buzzer adalah komponen elektronik yang mengubah energi listrik menjadi getaran suara, umumnya memanfaatkan bahan piezoelektrik yang bergetar ketika dialiri arus listrik pada frekuensi tertentu. Pada pemrograman Arduino, suara pada buzzer dapat dihasilkan menggunakan fungsi tone(), yang membangkitkan gelombang kotak (square wave) pada frekuensi yang ditentukan di suatu pin digital, serta fungsi noTone() untuk menghentikannya (Arduino Documentation, 2025). Dengan mengatur kombinasi frekuensi dan jeda waktu (delay) antar nada, buzzer dapat digunakan untuk menghasilkan pola bunyi sederhana, misalnya efek “ding-dong” seperti pada bel pintu.

2.2 Komponen

Berikut ini beberapa komponen yang digunakan pada project simulasi bel pintu pintar:

Arduino Uno

Berfungsi sebagai mikrokontroler utama yang mengolah program, membaca data dari RTC, dan mengatur keluaran sistem.

Push Button

Push button berfungsi sebagai komponen input yang mensimulasikan tombol bel pintu. Komponen ini dihubungkan ke pin digital 2 dan GND.

LCD 16x2 I2C

LCD 16x2 I2C berfungsi sebagai komponen output visual yang menampilkan pesan status sistem, seperti tampilan standby maupun notifikasi “Ada Tamu di Depan!” saat push button ditekan.

Buzzer

Buzzer berfungsi sebagai komponen output suara yang membunyikan efek “ding-dong” melalui fungsi tone() setiap kali push button ditekan.

BAB 3

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Alat dan Bahan

Arduino Uno: Berfungsi sebagai mikrokontroler utama yang mengendalikan seluruh sistem, memproses input dari push button, dan mengatur output ke LCD dan buzzer sesuai program yang ditanamkan.
LCD 16x2 dengan modul I2C: Berfungsi sebagai media tampilan (display) untuk menampilkan informasi atau pesan kepada pengguna. Modul I2C digunakan untuk menyederhanakan pengkabelan, karena komunikasi dengan Arduino hanya membutuhkan dua jalur data (SDA dan SCL), bukan banyak pin seperti LCD konvensional.
Buzzer: Berfungsi sebagai indikator suara (audio output) yang akan aktif untuk memberikan notifikasi atau peringatan ketika kondisi tertentu terpenuhi, misalnya saat push button ditekan.
Push Button: Berfungsi sebagai komponen input yang digunakan pengguna untuk memberikan perintah atau memicu suatu aksi ke sistem, misalnya mengaktifkan buzzer dan mengubah tampilan pada LCD.
Kabel Jumper (virtual): Berfungsi sebagai penghubung antar komponen dalam rangkaian pada simulator Wokwi, menyalurkan aliran listrik maupun sinyal data antara Arduino Uno dengan LCD, buzzer, dan push button.
Wokwi: Berfungsi sebagai platform simulator elektronika berbasis web yang digunakan untuk merancang, merangkai, dan menjalankan simulasi rangkaian Arduino tanpa memerlukan perangkat keras fisik.
Wokwi Code Editor / Arduino IDE: Berfungsi sebagai perangkat lunak untuk menulis, mengedit, dan mengompilasi kode program (sketch) berbasis bahasa C/C++ yang akan dijalankan pada mikrokontroler Arduino Uno di dalam simulasi.
Library LiquidCrystal_I2C: Berfungsi sebagai pustaka tambahan pada kode program yang menyediakan fungsi-fungsi khusus untuk mengontrol LCD melalui komunikasi I2C, sehingga memudahkan proses menampilkan teks pada layar.

3.2 Langkah - Langkah

Persiapan Wokwi

Membuka browser dan mengakses situs wokwi.com, lalu login/membuat akun (opsional untuk menyimpan project). Memilih menu "New Project" dan memilih template Arduino Uno

Penambahan Komponen

Menambahkan komponen ke dalam project melalui panel "Diagram.json" atau fitur drag-and-drop, meliputi: modul LCD I2C 16x2, buzzer, dan push button.

Perakitan Rangkaian (Wiring)

Menghubungkan setiap komponen ke pin Arduino Uno sesuai skema:

LCD I2C: pin SDA ke A4, SCL ke A5, VCC ke 5V, GND ke GND.
Buzzer: kaki positif ke salah satu pin digital, kaki negatif ke GND.
Push Button: satu kaki ke pin digital, satu kaki ke GND (menggunakan pull-up internal atau resistor pull-down sesuai kebutuhan).

Penulisan Kode Program

Menulis kode pada jendela code editor Wokwi menggunakan bahasa Arduino (C/C++), yang mencakup:

Inisialisasi library Wire.h dan LiquidCrystal_I2C.h
Konfigurasi pin buzzer (OUTPUT) dan push button (INPUT/INPUT_PULLUP)
Logika program: LCD menampilkan pesan standby, dan ketika tombol ditekan, buzzer aktif serta LCD menampilkan pesan sesuai kondisi tombol.

Kompilasi dan Simulasi

Menekan tombol "Start Simulation" (tombol play berwarna hijau) pada Wokwi untuk mengompilasi kode dan menjalankan simulasi rangkaian secara real-time.

Pengujian Fungsi

Melakukan pengujian dengan menekan push button secara virtual pada simulator, kemudian mengamati respons LCD dan buzzer apakah sesuai dengan yang diharapkan.

3.3 Hasil Simulasi

1. Kondisi Awal (Standby)

Saat simulasi pertama kali dijalankan, sistem melakukan inisialisasi pada fungsi setup(). LCD I2C langsung menyala (backlight aktif) dan menampilkan pesan:

Bel Pintu

Siap...

Kondisi ini menandakan bahwa sistem dalam keadaan siaga (standby) dan menunggu adanya penekanan push button oleh pengguna.

2. Kondisi Saat Tombol Ditekan

Ketika push button ditekan, pin BUTTON_PIN yang terhubung dengan resistor pull-up internal (INPUT_PULLUP) mendeteksi perubahan logika dari HIGH menjadi LOW. Kondisi LOW inilah yang menjadi pemicu (trigger) bagi program untuk menjalankan fungsi playBell().

Pada fungsi tersebut, buzzer akan membunyikan nada secara berurutan menggunakan fungsi tone(), yaitu:

Nada 800 Hz selama 300 ms (bunyi "ding")

Nada 1320 Hz selama 500 ms (bunyi "dong")

Nada 800 Hz selama 300 ms (bunyi "ding")

sehingga menghasilkan efek suara bel pintu yang menyerupai pola "ding-dong-ding".

Bersamaan dengan itu, tampilan LCD berubah (setelah lcd.clear()) menjadi:

Ada Tamu

di Depan!

sebagai notifikasi visual bahwa ada seseorang yang menekan bel di depan pintu.

3. Kondisi Kembali ke Standby

Setelah pesan "Ada Tamu di Depan!" ditampilkan selama 3 detik (delay(3000)), sistem secara otomatis membersihkan layar dan mengembalikan tampilan LCD ke kondisi semula, yaitu "Bel Pintu / Siap...". Program kemudian menunggu (while(digitalRead(BUTTON_PIN) == LOW)) hingga tombol benar-benar dilepas, guna mencegah bel berbunyi berulang kali akibat penekanan tombol yang masih tertahan (debouncing sederhana).

4. Analisis Hasil

Dari hasil simulasi yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa rangkaian dan program bel pintu digital ini telah berfungsi sesuai dengan rancangan:

Buzzer mampu menghasilkan pola nada bel yang berbeda-beda sesuai dengan frekuensi yang diprogram.
LCD berhasil menampilkan perubahan informasi secara real-time sesuai dengan kondisi sistem (standby maupun ada tamu).
Push button berfungsi dengan baik sebagai input pemicu, tanpa mengalami bouncing akibat adanya logika while yang menahan program hingga tombol dilepas.

Dengan demikian, sistem simulasi bel pintu digital berbasis Arduino Uno ini terbukti dapat bekerja secara stabil dan sesuai dengan fungsi yang diharapkan.

BAB 4

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Sistem bell pintu pintar berbasis Arduino Uno berhasil disimulasikan menggunakan wokwi.
Push button berhasil membaca input dan mengaktifkan buzzer serta LED sesuai logika program.
Simulasi pada wokwi dapat menjadi alternatif pembelajaran rangkaian sistem embedded tanpa perangkat fisik.

4.2 Saran

Sistem ini dapat dikembangkan dengan menambahkan modul WiFi seperti ESP32/ESP8266 agar dapat mengirim notifikasi ke smartphone.
Pengujian dengan perangkat keras asli disarankan untuk memvalidasi performa sistem pada kondisi nyata.
Komponen dapat ditambah, misalnya LCD untuk menampilkan status atau sensor tambahan untuk keamanan.

DAFTAR PUSTAKA

Arduino. (2024). Arduino Uno Datasheet. Diakses dari https://www.arduino.cc/

Wokwi. (2024). Wokwi Documentation - Arduino Simulator. Diakses dari https://docs.wokwi.com/

Arduino. (2024). LiquidCrystal_I2C Library Reference. Diakses dari https://github.com/johnrickman/LiquidCrystal_I2C

Alfian Learning Center. (2024). Bell Pintu Pintar Arduino Uno di Simulator Wokwi [Video YouTube]. Diakses dari https://youtu.be/5ISKARBwxfk

Al Ilmu (Berbagi Ilmu Opo Wae)

Senin, 14 September 2026

SIMULASI BEL PINTU PINTAR BERBASIS ARDUINO UNO PADA WOKWI