Baterai 25 - PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI GERAKAN MENGGUNAKAN SENSOR INFRARED BERBASIS ARDUINO

Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone, Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable).

2.9.1 Jenis-Jenis Baterai

Setiap Baterai terdiri dari Terminal Positif( Katoda) dan Terminal Negatif (Anoda) serta Elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output Arus Listrik dari Baterai adalah Arus Searah atau disebut juga dengan Arus DC (Direct Current). Pada umumnya, Baterai terdiri dari 2 Jenis utama yakni Baterai Primer yang hanya dapat sekali pakai (single use battery) dan Baterai Sekunder yang dapat diisi ulang (rechargeable battery).

a. Baterai Primer

Baterai Primer atau Baterai sekali pakai ini merupakan baterai yang paling sering ditemukan di pasaran, hampir semua toko dan supermarket menjualnya. Hal ini dikarenakan penggunaannya yang luas dengan harga yang lebih terjangkau. Baterai jenis ini pada umumnya memberikan tegangan 1,5 Volt dan terdiri dari berbagai jenis ukuran seperti AAA (sangat kecil), AA (kecil) dan C (medium) dan D (besar). Disamping itu, terdapat juga Baterai Primer (sekali pakai) yang berbentuk kotak dengan tegangan 6 Volt ataupun 9 Volt.

b. Baterai Sekunder

Baterai Sekunder adalah jenis baterai yang dapat di isi ulang atau Rechargeable Battery. Pada prinsipnya, cara Baterai Sekunder menghasilkan arus listrik adalah sama dengan Baterai Primer. Hanya saja, Reaksi Kimia pada Baterai Sekunder ini dapat berbalik (Reversible). Pada saat Baterai digunakan dengan menghubungkan beban pada terminal Baterai (discharge), Elektron akan mengalir dari Negatif ke Positif.

Sedangkan pada saat Sumber Energi Luar (Charger) dihubungkan ke Baterai Sekunder, elektron akan mengalir dari Positif ke Negatif sehingga terjadi pengisian muatan pada baterai. Jenis-jenis Baterai yang dapat di isi ulang (rechargeable Battery) yang sering kita temukan antara lain seperti Baterai Ni-cd (Nickel-Cadmium), Ni-MH (Nickel-Metal Hydride) dan Li-Ion (Lithium-Li-Ion).

BAB 3

PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM

3.1 Diagram Blok Rangkaian

Pada tugas akhir ini akan dirancang sebuah sistem otomasi lampu penerangan menggunakan sensor pir berbasis arduino uno. Blok diagram sistem yang dirancang dapat dilihat dibawah ini:

modul

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem Fungsi setiap blok:

1. PLN sebagai sumber arus listrik

2. Power Supplay, yang digunakan adalah adaptor yang berfungsi sebagai sumber tegangan.

3. Sensor PIR, memberikan inputan data digital yang berfungsi memberikan tanda ada atau tidak manusia yang terdeteksi. Sensor PIR merespon pancaran sinar infamerah yang terdapat pada manusia.

4. Arduino Uno, berfungsi sebagai media pengkonversi waktu, dan mengkonversi data menjadi jarak.

5. LCD, berfungsi sebagai output tampilan instruksi dari arduino.

6. Modul gsm sebagai pemberitahuan sistem kerja sistem melalui sms 7. Smartphone sebagai penerima pesan.

Arduino

3.2 Rangkaian Skematik LCD (Liquid Crystal Display)

Pengoperasian LCD dengan Arduino. Setelah sensor pir sudah mendeteksi gelombang infrared, variable resistor akan mengirimkan data ke arduino melalui pin-pin kemudian arduino menerima data yang terbaca dan ditampilkan oleh LCD.

Berikut adalah skematik rangkaian LCD.

Gambar 3.2 Rangkaian LCD Keterangan dari rangkaian diatas:

1. SIM1 adalah Arduino UNO R3 yang berfungsi sebagai pusat sistim bekerja.

2. J2 adalah soket penghubung ke LCD.

3. J3 adalah soket penghubung ke LCD.

4. J4 adalah soket penghubung ke GND Resistor Variabel.

5. J5 adalah soket penghubung ke Resistor Variabel.

6. J6 adalah soket penghubung ke VCC Resistor Variabel.

3.3 Rangkaian pada Software Proteus 3.3.1 Rangkaian pada ISIS

Pada bagian ini akan dirancang suatu desain rangkaian sesuai dari konsepdasar alat yang akan di buat, terdapat rangkaian LCD, sensor PIR, Relay, LED dan Buzzer yang dihubungkan pada tiap-tiap pin di Arduino.

Gambar 3.3 Rangkaian pada ISIS 7 Professional

3.3.2 Rangkaian pada ARES

Pada bagian ini akan menghubungkan jalur rangkaian sesuai dari yang dibuat pada ISIS dan disini akan dirangkaian kembali sesuai dengan peletakan yang diinginkan dan siap untuk di cetak pada papan PCB.

Gambar 3.4 Rangkaian pada ARES

3.4 Perancangan Perangkat Lunak

Perancangan perangkat lunak pada program mikrokontroler arduino ini menggunakan perangkat lunak software arduino IDE yang berbasis bahasa C++ yang telah dipermudah melalui library.Arduino menggunakan SoftwareProcessing yang digunakan untuk menulis program kedalam arduino.

Untuk memasukkan program kedalam sebuah mikrokontroler arduino, dibutuhkan Driver USB, IDE Arduino 1.6.6 dan Ardunio Uno Board agar program yang dibuat dapat berjalan di dalam mikrokontroler.Dengan membuat program sebagai berikut.

Gambar 3.5 Program arduino 1.6.6 untuk Void Setup

Gambar 3.6 Program arduino 1.6.6 untuk Void Loop

3.5 Diagram Alir (Flowchart)

Gambar 3.7Flowchart Cara Kerja Sistem

Keterangan: Pada proses inisialisasi arduino maka akan terjadi proses pembaca dengan Sensor PIR. Jika ada gerakan maka akan terkirim pesan dan LED akan menyala kemudian proses akan berulang ke pembacaan sensor PIR, sedangkan jika tidak terdeteksi maka proses akan kembali pada pembacaan Sensor PIR.

BAB 4

HASIL DAN ANALISA DATA

4.1 Pengujian Sensor PIR

Sensor PIR ini merupakan sensor untuk mendeteksi gerakan manusia dalam jangkauan tertentu, sensor ini sudah dalam bentuk modul yang terdiri Lensa Fresnel, IR filter, Pyroelectric sensor dan Comparator sehingga output dari sensor ini sudah dalam bentuk High (5 volt) dan Low (0 volt), ketika ada manusia outputnya high dan ketika tidak ada manusia outputnya low.

Gambar 4.1 Sensor PIR mendeteksi adanya gerakan

Gambar 4.2 Sensor PIR tidak mendeteksi adanya gerakan

Berikut ini adalah hasil pengujiannya:

Tabel 4.1 Data Percobaan

No. Jarak (cm) Pendeteksi Gerak Manusia

1 200 Terdeteksi

2 250 Terdeteksi

3 300 Terdeteksi

4 350 Terdeteksi

5 400 Terdeteksi

6 450 Terdeteksi

7 500 Terdeteksi

8 550 Terdeteksi

9 600 Terdeteksi

10 650 Tidak Terdeteksi

Dari data di atas diketahui bahwa PIR dapat mendeteksi gerakan manusia hingga jarak 600cm atau 6,0m tegak lurus dihadapan sensor dan mulai tidak dapat mendeteksi gerakan manusia lebih dari 650cm atau 6,5m.

4.2 Pengujian LCD

Pada tahap ini dilakukan percobaan untuk mengaktifkan LCD sistem.Pengaktifan LCD dilakukan dengan cara menampilkan beberapa karakter pada LCD.LCD dihubungkan langsung ke Port B dari mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan

numerik pada LCD. Penampil karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW.

Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low“0” dan set high“1” pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Jalur RW adalah jalur kontrol Read/Write. Ketika RW berlogika low“0” maka informasi pada us data akan dituliskan pada layar LCD.

Ketika RW berlogika high“1” maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low“0”.

Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat progam untuk menampilkan karaker pada display LCD. Adapun program yang diisikan ke mikrokontroler untuk menampilkan karakter pada display LCD adalah sebagai berikut:

const int SensorPir = 2; //menggunakan pin ke-2 arduino const int rs = 12, en = 11, d4 = 10, d5 = 9, d6 = 6, d7 = 5;

LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);

unsigned long now = millis();

unsigned long TriggerAkhir = 0;

boolean waktumulai = false;

void setup() {

// Arduino communicates with SIM900 GSM shield at a baud rate of 19200 // Make sure that corresponds to the baud rate of your module

SIM900.begin(19200);

Serial.begin(19200);

lcd.begin(16, 2);

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print(" PENDETEKS");

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print(" GERAKAN ");

delay(2000);

lcd.clear();

pinMode(SensorPir, INPUT_PULLUP);

attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(SensorPir), deteksigerakan, RISING);

// Send the SMS }

void loop() { now = millis();

if(waktumulai && (now - TriggerAkhir > (waktutunda*1000))) { lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("PENDETEKS GERAKAN ");

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("TIDAK ADA GERAKAN");

Gambar 4.3 Tampilan LCD

4.3 Pengujian Power Supply

Power supply berfungsi untuk menyuplai tegangan ke alat tersebut. Tegangan yang dibutuhkan alat adalah 5 volt. Pengujian power supply dilakukan untuk mengetahui apakah tegangan yang masuk ke alat tersebut bernilai 5 volt.

Tabel 4.2 Pengujian Vin danVout

Vin (V) Vout (V)

5.41 4,99

4.4 Pengujian Arduino

Pengujian pada rangkaian arduino ini dapat dilakukan dengan menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian power supply sebagai sumber tegangan. Kaki 13 apabila diberikan logika high maka akan mengeluarkan tegangan sebesar 4,52 Volt. Langkah selanjutnya adalah memberikan program sederana pada mikrokontroler Arduino untuk menguji port-port yang terdapat pada Arduino, program yang diberikan adalah sebagai berikut:

#include <LiquidCrystal.h>

int pir = A5;

// initialize the library with the numbers of the interface pins LiquidCrystal lcd(2,3,4,5,6,7,8);

void setup() {

pinMode(pir, INPUT);

// set up the LCD's number of columns and rows:

pinMode(13,OUTPUT);

pinMode(A0,OUTPUT);

pinMode(A1,OUTPUT);

Gambar 4.4 Pengujian arduino

4.5 Pengujian Modul GSM 900 Dengan program

#include <SoftwareSerial.h>

#include <LiquidCrystal.h>

#define waktutunda 5

// Configure software serial port SoftwareSerial SIM900(7, 8);

const int SensorPir = 2; //menggunakan pin ke-2 arduino const int rs = 12, en = 11, d4 = 10, d5 = 9, d6 = 6, d7 = 5;

LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);

unsigned long now = millis();

unsigned long TriggerAkhir = 0;

boolean waktumulai = false;

void setup() {

// Arduino communicates with SIM900 GSM shield at a baud rate of 19200 // Make sure that corresponds to the baud rate of your module

SIM900.begin(19200);

void sendSMS() {

// AT command to set SIM900 to SMS mode SIM900.print("AT+CMGF=1\r");

delay(100);

// REPLACE THE X's WITH THE RECIPIENT'S MOBILE NUMBER // USE INTERNATIONAL FORMAT CODE FOR MOBILE NUMBERS SIM900.println("AT + CMGS = \"+6282391280197\"");

delay(100);

SIM900.println(" ADA GERAKAN" );

// End AT command with a ^Z, ASCII code 26 SIM900.println((char)26);

delay(100);

SIM900.println();

// Give module time to send SMS delay(5000);

}

4.5 Pengujian modul GSM

37 39

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil perancangan, pengujian dan analisis alat yang telah dibuat, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa:

1. Dirancang sebuah sistem pendeteksi gerakan menggunakan sensor infrared berbasis arduino uno dengan tampilan sms. Apabila terdeteksi adanya gerakan maka alat tersebut akan mengirim pesan dan memiliki jarak tempuh sejauh 6 Meter lebih dari itu maka jarak tidak terdeteksi.

2. Telah teruji alat tersebut dan jarak yang dicapai sejauh 6 Meter.

5.2 Saran

Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat ini adalah:

1. Sebaiknya agar rangkaian yang digunakan tidak terganggu, sebaiknya alat ini dikemas dalam bentuk yang lebih aman dan terlindungi, sehingga penggunaannya lebih efektif.

2. Sebaiknya alat yang telah dibuatdiletakkan pada ruangan yang dibatasi luasnya, tidak disarankan pada area yang melebihi dari batas luas yang disarankan.

Sebaiknya kedepannya desain sistem keamanan rumah ini lebih praktis dalam packaging.