PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGONTROL PERALATAN LISTRIK JARAK JAUH DILENGKAPI PENJAWAB SUARA MELALUI PANGGILAN TELEPON (Hardware)

(1)

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGONTROL

PERALATAN LISTRIK JARAK JAUH DILENGKAPI

PENJAWAB SUARA MELALUI PANGGILAN TELEPON

(Hardware)

SKRIPSI

Disusun Oleh :

Doni Pradana

201110130311062

JURUSAN ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

(2)

(3)

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas limpahan rahmat dan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul :

”

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGONTROL

PERALATAN LISTRIK JARAK JAUH DILENGKAPI

PENJAWAB SUARA MELALUI PANGGILAN TELEPON

(Hardware)

”

Di dalam tulisan ini disajikan pokok-pokok bahasan yang meliputi komunikasi serial pada modem, pembacaan tombol keypad pada handpone menggunakan DTMF, pembacaan detektor arus dan pengontrolan lampu (beban). Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi berkembangan ilmu pengetahuan kedepan.

Malang, Juli 2016

(4)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

LEMBAR PERSETUJUAN ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

LEMBAR PERNYATAAN ... iv

ABTRAKSI ... v

ABSTRACT ... vi

LEMBAR PENGESAHAN ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR GAMBAR ... xii

DAFTAR TABEL ... xiv

1.5Penulisan Skripsi ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Mikrokontrol ATMEGA128 ... 5

2.1.1 Atmega128 ... 5

2.1.2 Timer dan Counter pada AVR ATMEGA128 ... 6

2.1.3 Internal Analog to Digital Converter (ADC) ATMEGA128 ... 9

2.1.4 Konfigurasi PORT MCU ATMEGA128 ... 10

2.2 Modem Wavecom ... 14

2.3 RS 232 Converter ... 16

2.4 Dual Tone Multi Frequency (DTMF) ... 18

2.5 VOICE PLAY ISD 4002-120P ... 22

(5)

2.7 Konfigurasi Pin ISD 4002 ... 24

2.8 Transistor Sebagai Saklar ... 26

2.9 Relay ... 28

2.10 Driver Relay ULN2803 ... 30

2.11 Light Emitting Diode ( LED) ... 31

2.12 Optocopler ... 32

BAB III PERANCANGAN SISTEM 3.1 Tinjauan Umum ... 35

3.2 Perancangan Hardware ... 35

3.2.1 Blok Diagram ... 36

3.2.2 Prinsip Kerja ... 37

3.3 Perancanga Tombol Pust Batton ... 37

3.4 Perancangan Rangkaian Relay ... 39

3.5 Perancangan Current Detector ... 40

3.6 Perancangan Rangkaian RS 232 Converter pada Modem ... 41

3.7 Perancangan DTMF MT8870D ... 42

3.8 Perancangan Rangkaian ISD 4002-120 ... 43

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA 4.1 Pengujian Modem Wavecom M1306B ... 45

4.1.1 Tujuan Pengukuran ... 45

4.1.2 Peralatan Yang Digunakan ... 45

4.1.3 Langkah Pengujian ... 45

4.1.4 Diagram Pengujian ... 45

4.1.5 Hasil Pengujian ... 48

4.1.6 Analisa Hasil Pengujian ... 51

4.2 Pengujian Rangkaian DTMF ... 52

(6)

4.2.3 Diagram Pengukuran ... 52

4.2.4 Langkah Langkah Pengukuran ... 53

4.2.5 Data Hasil Pengukuran ... 54

4.2.6 Analisa Hasil ... 55

4.3 Pengujian Driver Relay ... 56

4.3.4 Langkah – Langkah Pengukuran ... 57

4.4 Pengujian Detektor Arus ... 58

4.5 Pengujian Keseluruhan ... 60

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 68

5.2 Saran ... 68 DAFTAR PUSTAKA

(7)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Blok Diagram Timer ... 6

Gambar 2.2 Register TCCR0 ... 6

Gambar 2.3 Register TCNT0 ... 7

Gambar 2.4 Register TCCR1A ... 7

Gambar 2.5 Register TIMSK ... 8

Gambar 2.6 Blok Diagram ADC Internal ATMEGA128 ... 9

Gambar 2.7 Blok Diagram ADC Internal ATMEGA128 ... 10

Gambar 2.8 Susunan PIN ATMEGA128 ... 10

Gambar 2.9 Kemasan Wavecom Fasttrack M1306B ... 15

Gambar 2.10 Konfigurasi PIN Konektor DB9 ... 16

Gambar 2.11 Konfigurasi PIN MT8870D ... 20

Gambar 2.12 Rangkaian MT8870D ... 21

Gambar 2.13 Konfigurasi Susunan Bit Pada SPI ... 24

Gambar 2.14 Konfigurasi PIN ISD 4002 ... 25

Gambar 2.15 Diagram blok IC ISD 4002-120/4002-150/4002-180/4002-250 .... 26

Gambar 2.16 Transistor Sebagai Saklar ON ... 26

Gambar 2.17 Tansistor Sebagai Saklar OFF ... 27

Gambar 2.18 Karakteristik Daerah Saturasi Pada Transistor ... 28

Gambar 2.19 Simbol Relay ... 29

Gambar 2.20 Rangkain Internal ULN2803 (Masing-Masing Driver) ... 30

Gambar 2.21 Rangkain Internal ULN2803 (Masing-Masing Driver) ... 31

Gambar 2.22 LED ... 32

Gambar 2.23 Optocoupler ... 33

(8)

Gambar 3.2 Rangkain Tombol Pust Batton ... 38

Gambar 3.3 Ragkaian Driver Relay ... 39

Gambar 3.4 Rangkaian Detektor Arus ... 40

Gambar 3.5 Rangkaian RS232 Converter pada modem ... 42

Gambar 3.6 Rangkain DTMF MT8870D ... 43

Gambar 3.7 Skematik ISD 4002 ... 44

Gambar 4.1 Blok diagram pengujian modem ... 46

Gambar 4.2 Setting pada Hyperterminal ... 47

Gambar 4.3 Pemilihan COM pada Hyperterminal ... 47

Gambar 4.4 Pemilihan kecepatan pada Hyperterminal ... 48

Gambar 4.5 Hasil pengujian perintah AT command dan AT+CMGR ... 49

Gambar 4.6 Hasil pengujian instruksi AT+CMGS (kirim SMS) ... 50

Gambar 4.7 Hasil penerimaan SMS pada Handpone ... 50

Gambar 4.8 Hasil pengujian instruksi AT+CMGS (menerima telefon) ... 51

Gambar 4.9 Diagram pengujian DTMF ... 52

Gambar 4.10 Hasil DTMF saat tombol 1 HP ditekan pengujian DTMF ... 54

Gambar 4.13 Diagram Rangkaian pengujian Relay ... 56

Gambar 4.14 Diagram Rangkaian pengujian kontak Relay ... 57

Gambar 4.15 Rangkaian Detektor Arus ... 58

Gambar 4.16 Pengujian tegangan output detector arus saat beban mati ... 59

Gambar 4.17 Pengujian tegangan output detector arus saat beban menyala ... 59

Gambar 4.18 SMS registrasi nomor user 2 pada sistem ... 61

Gambar 4.19 Balasan SMS registrasi user 2 pada HP ... 61

Gambar 4.20 Kirim SMS control lampu pada sistem ... 62

Gambar 4.21 Balsan SMS status lampu dari sistem ... 63

(9)

(10)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Setting Prescale ATMEGA128 ... 7

Tabel 2.2 Setting Mode Compare 1 ... 8

Tabel 2.3 Setting Mode PWM ... 8

Tabel 2.4 Fungsi Dari PIN PIN ATMEGA128 ... 11

Tabel 2.5 Fungsi PIN pada Konektor DB15 ... 15

Tabel 2.6 Konfigurasi PIN RS-232 pada Konektor DB9 ... 17

Tabel 2.7 Frekuensi pada DTMF ... 19

Tabel 2.8 Fungis pin DTMF MT8870 ... 20

Tabel 2.9 Fungsi Decoder DTMF ... 22

Tabel 2.10 Mode Operasi ISD 4002 ... 23

Tabel 2.11 Fungsi PIN ULN2803 ... 31

Tabel 3.1 Pin antarmuka mikrokontroler dan Max232 pada modem ... 42

Tabel 4.1 Hasil Pengujian DTMF ... 55

Tabel 4.2 Pengujian Input – Output Relay ... 57

Tabel 4.3 Pengujian Tegangan Detector Arus ... 60

Tabel 4.4 Hasil Pengujian keseluruhan melalui panggilan telefon ... 67

(11)

DAFTAR PUSTAKA

[1] Arief Susanto, Andrianto, 2015. “Aplikasi Pengontrol Jarak Jauh Pada Lampu Rumah Berbasis Android”. Prosiding. Studi Teknik Informatika. Universitas Muria Kudus.

[2] Singgih Eko, Susanto and Joko Sunardi, 2009. “Rancang Bangun Antar Muka Mikrokontroler ATMEGA32 Dengan Multimedia Card“. Jurnal. Jurusan Teknofasi Nuklir, STTN.

[3] Ali Ibrahim, Mira Afrina, 2015. “Pengembangan Sistem Informasi SMS Gateway Dalam Meningkatkan Layanan Komunikasi Sekitar Akademika Fakultas

Ilmu Komputer Usri ”. Jurnal, Jurusan Sitem Komunikasi, Universitas Sriwijaya. [4] Tedy Rismawan, Dedi Triyanto and Fanny Andreas, 2015. “Rancang Bangun Sistem Kontrol Dan Pemonitoran Lampu Rumah Dengan Smartphone Android

berbasis SMS Gateway Dan Mikrokontroler ATMEGA16”. Jurnal. Jurusan Sistem Komputer, MIPA, Universitas Tanjung Pura.

[5] Putra, Agfianto Eko, 2010. “Mudah Menguasai Mikrokontroler Atmel AVR menggunakan BASCOM-AVR”. Yogyakarta, Kelompok Riset DSP dan Embedded Intelegent System-ELNIS.

[6] Rahardjo Pratolo, 2009. “Alat Penjadwal On-Off Titik Beban Rumah Tangga

Yang Diakses Dengan Telepon DTMF”. J_{urnal. Jurusan Teknik Elektro, Fakultas} Teknik Universitas Udayana.

[7] Hasani, 2011. “Alat Pengendali Otomatis Dan Deteksi Keadaan Peralatan Rumah Tangga Menggunakan SMS Kontroler”. Jurnal, Jurusan Sistem Komputer, Universitas Gunadarma.

[8] Wahyudin, Tri Rahajoeningroem, 2013. “Sistem Keamanan Rumah Dengan

Memonitoring Menggunakan Jaringan Telefon Seluler”. Jurnal, Teknik Komputer, UNKOM.

(12)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Rumah merupakan kebutuhan primer manusia yang merupakan sebuah bangunan tempat manusia tinggal dan melangsungkan kehidupannya. Rumah juga berfungsi sebagai tempat berlindung dari kondisi cuaca maupun untuk kegiatan-kegiatan lainnya. Untuk memenuhi fungsi dan kebutuhan manusia, rumah dilengkapi dengan bermacam peralatan listrik seperti halnya lampu, dan peralatan listrik lainnya. Pada tahapan ini permasalahan yang terjadi pada manusia adalah karena berkembangnya kebiasaan manusia meninggalkan rumah dengan keadaan lampu rumah mati. Ini memicu terjadinya pencurian di rumah - rumah kosong dengan berbagai modus. Keamanan disebuah perumahan elit memamg rata - rata sudah dikendalikan oleh petugas keamanan yang pada umumnya disediakan oleh pemilik kompleks perumahan, namun petugas keamanan tidak sedianya setiap saat berada di setiap rumah-rumah yang di jaga melainkan di post - post tertentu yang sudah ditentukan. Ini memberikan kesempatan para pencuri untuk dapat masuk kerumah - rumah kosong yang ditinggal penghuninya dengan memanfaatkan kelengahan petugas keaman. . Dalam hal ini user tentunya membutuhkan suatu alat yang dapat mengontrol peralatan listrik jarak jauh. Sementara itu untuk dapat menciptakan pengontrol peralatan listrik jarak jauh, maka dibutuhkan piranti yang selalu terhubung dengan user, sehingga sewaktu waktu dapat memantau kondisi listrik atau keamanan rumah secara langsung dimanapun user berada. Dengan demikian piranti yang paling tepat digunakan dalam pengontrolan ini adalah menggunakan handphone, karena hampir setiap orang memiliki perangkat ini untuk berkomunikasi

(13)

kelemahan lainnya tidak adanya umpan balik sensor sebagai interaksi balik dari sistem menuju user yang dalam kondisi ini user hanya memberikan perintah lewat SMS tanpa mengetahui nyala tidaknya peralatan listrik yang sedang dikontrol.

Menanggapi permasalahan yang melatar belakangi hal diatas, maka pada pengerjaan skripsi ini user melakukan penyempurnaan dari sistem yang pernah dibuat sebelumnya diantaranya :

 Menggunakan umpan balik output melalui detektor arus untuk mengetahui nyala tidaknya peralatan yang dikontrol.

 Menggunakan sistem panggilan agar tidak terjadi delay dan dapat dikontrol secara langsung.

 Menggunakan voice answer atau mesin penjawab dan pemandu lewat suara agar dapat berinteraksi dengan user.

Dengan demikian untuk melakukan proses pengontrolan peralatan listrik tersebut, user hanya menghubungi nomor pada sistem kemudian sistem menjawab dengan suara untuk memandu user dalam menyalakan peralatan listrik dan pada kondisi tersebut user menekan nomor atau keypad untuk memilih output yang akan dinyalakan dan jeda beberapa saat kemudian sistem mengecek hasil sensor untuk mengetahui status peralatan yang dikontrol dan mengirimkan hasil pada user

berupa suara. Untuk itulah pada pengerjaan skripsi ini diambil judul “Perancangan dan Pembuatan alat pengontrol peralatan litrik jarah jauh dengan umpan balik dan interaksi suara menggunakan panggilan telephone berbasis ATMEGA128”

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah di atas, permasalahan yang dibahas dalam skripsi ini adalah :

a. Bagaimana merancang sistem pengotrol dengan umpan balik yang dikontrol melalui mikrokontrol.

b. Bagaimana merancang perangkat keras untuk dapat menyalakan peralatan listrik dan memantau kondisi nyala tidaknya perangkat listrik dengan detektor arus yang dapat dikendalikan mikrokontroller

(14)

d. Bagaiamana merancang perangkat keras agar sistem dapat beroperasi pada jaringan telephoneGSM.

1.3 Batasan Masalah

Pada pelaksanaan pembuatan skripsi ini terdapat beberapa batasan masalah untuk menghindari meluasnya permasalahan yang dibahas. Adapun batasan tersebut adalah:

a. Peralatan listrik yang dikontrol dibatasi 8 output.

b. Detektor arus yang digunakan untuk membaca ada tidaknya arus yang mengalir ke beban dan tidak menghitung jumlah besaran arus.

c. Menggunakan IC ISD4002-120P sebagai memori penyimpan suara selama 120 detik yang dikontrol mikrokontrol.

1.4 Tujuan

Penulisan skripsi ini bertujuan untuk :

a. Merancang sistem pengotrol dengan umpan balik yang dikontrol melalui mikrokontrol.

b. Merancang perangkat keras untuk dapat menyalakan peralatan listrik dan memantau kondisi nyala tidaknya perangkat listrik dengan detektor arus yang dapat dikendalikan mikrokontroller

c. Merancang voice answer yang dapat dikontrol mikrokontroller

d. Merancang perangkat keras agar sistem dapat beroperasi pada jaringan

telephone GSM.

1.5 Penulisan Skripsi

Sistematika pembahasan pada penyusunan skripsi ini perinciannya adalah sebagai berikut :

BAB I Pendahuluan

Bab ini membahas tentang hal-hal yang menjadi latar belakang, tujuan, rumusan masalah, dan metodologi serta sistematika pembahasan pada alat yang akan dirancang.

BAB II Tinjauan Pustaka

(15)

BAB III Perencanaan

Bab ini membahas tentang perencanaan serta pembuatan hardware pada alat yang dirancang, misalnya nilai komponen yang dipakai, hubungan masing-masing komponen dan lain sebagainya.

BAB IV Pengujian dan Analisa

Bab ini membahas tentang pengujian hardware serta pembahasan mengenai hasil pengujian tersebut per blok system

BAB V Penutup