Diajukan sebagai salah satu syarat kelulusan pada Program Studi Sistem Informasi Jenjang S1 (Strata 1)
Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer
Nursalim Soenarwan 10510702
PROGRAM STUDI SISTEM INFORMASI
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
iii
Muhammad SAW yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi dengan judul “Rancang Bangun Sistem Alarm Pendeteksi Gerakan Manusia Berbasis Mikrokontroler ATMEGA16A” ini dengan baik dan tepat pada waktunya.
Penyusunan Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan program studi Strata I (S1) pada Program Studi Sistem Infomasi Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM) Bandung.
Dengan segala ketulusan dan kerendahan hati, penyusun menyampaikan rasa terima kasih atas segala bantuan moril dan materil kepada:
1. Kedua orang tua, Ayah dan Ibu tercinta terima kasih atas kasih sayang, nasehat, dukungan dan do’anya selama ini.
2. Prof. Dr. H. Denny Kurniadie, Ir.,M.Sc selaku dekan Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Unikom-Bandung.
iv
menyelesaikan skripsi ini.
4. Ibu Wahyuni, S.Si., MT. selaku dosen wali.
5. Ibu R. Fenny Syafariani, S.Si., M.Stat. selaku ketua panitia skripsi dan dosen yang telah memberi motivasi di saat situasi akhir dalam melengkapi prasyarat seminar dan secara kebetulan sebagai penguji I.
6. Bapak Syahrul Mauluddin, S.Kom.selaku Ketua Program Studi Sistem Informasi dan dosen yang telah banyak membantu dalam memberi semangat setiap bertemu,saat menghadap beliau untuk urusan administrasi dan secara kebetulan juga sebagai penguji II. 7. Semua dosen Sistem Informasi Universitas Komputer
Indonesia atas dorongan dan masukannya.
8. Rekan-rekan mahasiswa angkatan 2008, 2009, 2010 dan 2011. 9. Semua pihak yang belum disebutkan diatas yang telah banyak
memberikan bantuanya dalam penyusunan skripsi ini, semoga amal baiknya mendapat balasan yang lebih dari allah SWT.
v
Semoga Allah SWT merestui dan memberikan ridhonya atas semua amal perbuatan kita, Amin…..
Bandung, 3 0 Juli 2013
vi
BAB I. PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Identifikasi dan Rumusan Masalah ... 1
1.2.1. Identifikasi Masalah ... 1
1.2.2. Rumusan Masalah ... 2
1.3. Maksud dan Tujuan Penelitian ... 2
1.3.1. Maksud Penelitian ... 2
1.3.2. Tujuan Penelitian... 2
1.4. Kegunaan Penelitian ... 3
1.4.1. Kegunaan Akademis... 3
1.4.2. Kegunaan Praktis ... 3
1.5. Batasan Masalah... 3
1.6. Lokasi dan Waktu Penelitian ... 4
1.6.1. Lokasi Penelitian ... 4
1.6.2. Waktu Penelitian ... 4
vii
2.2.1. Karakteristik Sistem ... 6
2.2.2. Klasifikasi Sistem... 8
2.3. Pengertian Keamanan Fisik... 9
2.3.1. Karakteristik Keamanan ... 10
2.4. Mikrokontroler ATMEGA16A ... 11
2.5. Passive Infra Red (PIR) ... 12
2.6. Buzzer ... 14
2.7. LED (Light Emitting Diode) ... 16
2.8. Vibrasi (Vibrator) ... 17
BAB III. PEMILIHAN KOMPONEN ... 22
3.1. Latar Belakang Pemilihan Komponen ... 22
3.1.1. Pemilihan Mikrokontroler ... 23
3.1.2. Pemilihan Buzzer ... 25
3.1.3. Pemilihan LED ... 26
3.1.4. Pemilihan Vibrate... 26
3.1.5. Pemilihan Sensor Gerak ... 27
BAB IV. PERANCANGAN SISTEM DAN ALAT... 29
4.1. Perancangan Sistem... 29
4.2. Sistem Alarm Pendeteksi Manusia Secara Singkat... 32
4.3. Perancangan Perangkat Keras ... 33
4.3.1. Perancangan Mekanik Alarm ... 33
4.3.2. Perancangan Sistem Kontrol ... 37
4.3.2.1. Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ... 38
viii
5.1. Pengujian dan Anlisis Sistem ... 43
5.1.1. Pengujian dan Analisis Passive Infra Red ... 43
5.1.2. Pengujian dan Analisis Mikrokontroler ... 45
5.1.3. Pengujian dan Analisis Buzzer ... 46
5.1.4. Pengujian dan Analisis LED Indikator... 47
5.1.5. Pengujian dan Analisis Power Supply... 48
5.2. Analisis Kinerja Perangkat Kontrol Secara Keseluruhan ... 51
BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN ... 53
6.1. Kesimpulan ... 53
6.2. Saran ... 54
2. Departemen Pendidikan Nasional.2002. Kamus Besar Bahasa Indonesia. 3. Jogiyanto.2005.Analisis dan Desain Sistem
Informasi.Yogyakarta:Penerbit Andi.
4. Putra, Agfianto Eko, Penapis Aktif Elektronika Teori dan praktek, Gava Media, Yogjakarta, 2002.
5. Rachmad Setiawan, “MIKROKONTROLER MCS-51”, Yogyakarta, Graha Ilmu, 2006.
6. Syofrawirawaty, Irma. Teori- Hierarki-Kebutuhan-Abraham-Maslow. 7. Thomas Sri Widodo, “Elektronika Dasar”Salemba Empat,Jakarta,2002
1
Kebutuhan akan rasa aman merupakan salah satu hal yang sangat penting dalam kehidupan manusia,karena dengan adanya rasa aman,manusia dapat menjalani aktifitasnya sehari-hari dengan baik dan lancar.Keadaan ini bermula pada lingkungan terdekat dan terkecil terlebih dahulu,seperti contohnya lingkungan rumah.
Keamanan rumah di masa sekarang ini sangatlah mutlak di perlukan,dengan adanya berbagai macam tindak kejahatan seperti perampokan dan pencurian pada rumah, yang seharusnya menjadi tempat yang aman dan nyaman untuk kita tempati dan berlindung dari segala macam rutinitas dalam kesehariannya manusia.
Dari uraian di atas,maka dalam rangka kegiatan penelitian dan penyusunan
skripsi ini,penulis mengambil judul ”RANCANG BANGUN SISTEM ALARM
PENDETEKSI GERAKAN MANUSIA BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16.”
1.2 Identifikasi Dan Rumusan Masalah
Untuk melakukan penulisan skripsi ini penulis melakukan Identifikasi dan Rumusan Masalah sebagai berikut.
1.2.1 Identifikasi Masalah
2. Kegiatan meronda yang belum semaksimal mungkin karena perbandingan antara yang melakukan kegiatan meronda dan cakupan lingkungan yang harus di pantau.
3. Masih terdapat kelemahan dalam hal waktu atau kegiatan meronda yang belum terjadwal dengan pasti,karena bersifat sukarela saja.
1.2.2 Rumusan Masalah
1. Sistem pengamanan lingkungan yang belum memadai di lingkungan sekitar rumah penulis.
2. Sistem pembagian jumlah individu atau orang yang melakukan kegiatan meronda dengan cakupan lingkungan yang harus di pantau tidak
sebanding.
3. Sistem pembagian jadwal meronda yang belum tertulis,karana hanya berdasarkan pada sifat sukarela saja.
1.3 Maksud Dan Tujuan Penelitian
Dalam penulisan ini penulis memiliki Maksud dan Tujuan sebagai berikut. 1.3.1 Maksud Penelitian
Bermaksud untuk menerapkan dan menggunakan alarm pendeteksi gerakan manusia yang akan di rancang untuk digunakan dalam menambah tingkat keamanan rumah penulis.
1.3.2 Tujuan Penelitian
1.4 Kegunaan Penelitian
Adapun untuk penulisan skripsi ini memiliki kegunaan penelitian sebagai berikut.
1.4.1 Kegunaan Akademis
Sebagai bahan pembelajaran dan penerapan ilmu untuk diterapkan pada kehidupan nyata.
1.4.2 Kegunaan Praktis
Dapat di terapkan pada lingkungan rumah penulis sebagai tambahan dalam hal tingkat keamanan rumah.
1.5 Batasan Masalah
Agar terfokus pada permasalahan serta dapat mencapai sasaran pembahasan, maka penulisan skripsi ini dibatasi pada beberapa hal sebagai berikut :
1. Penerapan sistem alarm hanya pada tingkatan keamanan rumah saja. 2. Dalam perancangan digunakan sensor gerak sebagai pendeteksi
keamanan pada pergerakan manusia.
3. Sensor gerak menggunakan satu buah PIR ( Passive Infra Red ) yang dipasang pada tempat yang berpotensi terjadinya pergerakan manusia pada akses jalan menuju ke dalam rumah.
5. Sebagai media output berupa bunyi(buzzer),lampu(LED 5mm) dan getaran(Vibrator).
6. Penggunaan media komunikasi wireless tidak digunakan. 1.6 Lokasi dan Waktu Penelitian
Untuk melakukan penelitian ini penulis melakukan pada lokasi dan waktu sebagai berikut.
1.6.1 Lokasi Penelitian
Adapun lokasi penelitian ini bertempat di tempat tinggal
penulis,Jl.Sayati Hilir 169 rt.02 rw.08 Sayati,Bandung,dan Lab Gedung 20 LIPI (Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia).
1.6.2 Waktu Penelitian
Dan untuk menyelesaikan penyusunan skripsi ini penulis melakukan penelitian mulai dari bulan Februari 2013.
1.7 Metode Penelitian
1. Studi literatur mengenai sistem perangkat keras dan perangkat lunak. 2. Perancangan sistem meliputi perancangan perangkat keras dan
perangkat lunak.
3. Pengujian dan analisis sistem meliputi pengujian perangkat keras, pengujian perangkat lunak, dan pengujian fungsional sistem secara keseluruhan.
5 2.1 Konsep Rancang Bangun
Untuk Konsep Rancang Bangun Sistem Pendeteksi Gerakan Manusia ini penulis akan menjelaskan sebagai berikut.
2.1.1 Pengertian Rancang Bangun
Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia, kata rancang berarti mengatur segala sesuatu sebelum bertindak, mengerjakan atau melakukan sesuatu untuk merencanakan. Sedangkan kata bangun berarti sesuatu yang didirikan (Departemen Pendidikan Nasional, 2002). Rancang bangun berarti merencanakan atau mendesain sesuatu yang akan dibuat (Departemen Pendidikan Nasional, 2002).
2.2 Konsep Dasar Sistem
Pengertian sistem terbagi menjadi dua,yaitu dilihat dari pendekatan yang menekankan pada prosedur dan pendekatan yang menekankan pada elemen atau komponennya.
saling berhubungan, berkumpul bersama-sama untuk melakukan suatu kegiatan
atau untuk menyelesaikan sasaran tertentu”.Jogiyanto (2005:1)
Adapun pendekatan sistem yang menekankan pada elemen atau
komponennya mendefinisikan sistem sebagai : ”kumpulan dari elemen-elemen yang berinteraksi untuk mencapai suatu tujuan tertentu”.
Dari kedua pengertian di atas dapat disimpulkan bahwa pengertian sistem adalah kumpulan elemen-elemen atau jaringan kerja dan prosedur-prosedur yang saling berinteraksi satu sama lain untuk mencapai tujuan atau sasaran tertentu.
2.2.1 Karakteristik Sistem
Suatu sistem mempunyai karakteristik atau sifat-sifat yang tertentu, yaitu mempunyai komponen-komponen (components), batas sistem (boundary),
lingkungan luar sistem (environments), penghubung (interface), masukan (input), keluaran (output), pengolah (process), dan sasaran (objectives), atau tujuan (goal).
a. Komponen Sistem
Suatu sistem terdiri dari sejumlah komponen yang saling berinteraksi, yang artinya saling bekerjasama membentuk satu kesatuan. Komponen-komponen sistem atau elemen-elemen sistem dapat berupa suatu subsistem atau bagian-bagian dari sistem. Setiap sistem tidak peduli betapapun kecilnya, selalu mengandung komponen-komponen atau subsistem-subsistem.
Batas sistem (boundary) merupakan daerah yang membatasi antara suatu sistem dengan sistem yang lainnya atau dengan lingkungan luarnya. Batas sistem ini memungkinkan suatu sistem dipandang sebagai satu kesatuan. Batas suatu sistem menunjukkan ruang lingkup (scope) dari sistem tersebut.
c. Lingkungan Luar Sistem
Lingkungan luar (environment) dari suatu sistem adalah apapun diluar batas dari sistem yang mempengaruhi operasi sistem. Lingkungan luar sistem dapat bersifat menguntungkan dan dapat juga bersifat merugikan sistem tersebut. Lingkungan luar yang menguntungkan merupakan energi dari sistem dan dengan demikian harus tetap dijaga dan dipelihara. Sedangkan lingkungan luar yang merugikan harus ditahan dan dikendalikan, kalau tidak maka akan mengganggu kelangsungan hidup dari sistem.
d. Penghubung Sistem
Penghubung (interface) merupakan media penghubung antara satu sistem dengan subsistem lainnya. Melalui penghubung ini memungkinkan sumber-sumber daya mengalir dari satu subsistem ke subsistem yang lainnya. Dengan penghubung satu subsistem dapat berintegrasi dengan subsistem yang lainnya membentuk satu kesatuan.
e. Masukan Sistem
sistem tersebut dapat beroperasi. Signal input adalah energi yang di proses untuk didapatkan keluaran.
f. Keluaran Sistem
Keluaran (output) adalah hasil dari energi yang diolah dan diklasifikasikan menjadi keluaran yang berguna dan sisa pembangunan. Keluaran merupakan masukan untuk subsistem yang lain atau kepada supra sistem.
g. Pengolah Sistem
Suatu sistem dapat mempunyai suatu bagian pengolah yang akan merubah masukan menjadi keluaran. Suatu sistem produksi akan mengolah masukan berupa bahan baku dan bahan-bahan yang lain menjadi keluaran berupa barang jadi.
h. Sasaran Sistem
Suatu sistem pasti mempunyai tujuan (goal) atau sasaran (objective). Kalau suatu sistem tidak mempunyai sasaran, maka operasi sistem tidak akan ada gunanya. Sasaran dari sistem sangat menentukan sekali masukan yang dibutuhkan sistem dan keluaran yang akan dihasilkan sistem.
2.2.2. Klasifikasi Sistem
Sistem dapat diklasifikasikan dari beberapa sudut pandang, diantaranya adalah sebagai berikut :
Sebuah sistem dikatakan terbuka bila aktivitas didalam sistem tersebut dipengaruhi oleh lingkungannya, sedangkan suatu sistem dikatakan tertutup bila aktivitas–aktivitas didalam sistem tersebut tidak terpengaruhi oleh perubahan yang terjadi di lingkungannya.
b. Sistem buatan manusia dan Sistem Alamiah
Suatu sistem diklasifikasikan berdasarkan asalnya, sistem tersebut bisa diklasifikasikan sebagai sistem yang ada secara alamiah (buatan Tuhan) atau buatan manusia.
c. Sistem Tertentu dan Tak Tentu
Suatu sistem dapat pula diklasifikasikan berdasarkan tertentu dan tak tentu. Sebuah sistem yang tertentu, misalkan sistem listrik ditempat dimana kita tinggal yang dipenuhi oleh arus listrik yang tetap dan dapat diukur. Sstem tak tentu, misalnya organisasi perusahaan merupakan sistem yang tidak dapat dipastikan kinerjanya.
d. Sistem fisik dan abstrak atau non fisik
Sistem dapat dilihat dari wujudnya. Kendaraan bermotor bukan hanya merupakan sistem yang ada secara fisik. Organisasi perusahaan dan perguruan tinggi bukanlah merupakan organisasi yang dapat disentuh secara fisik.
2.3 Pengertian Keamanan Fisik (Biologic Safety)
dengan optimal dalam hidupnya. Mencari lingkungan yang betul-betul aman memang sulit, maka konsekuensinya promosi keamanan berupa kesadaran dan penjagaan adalah hal yang penting.
Secara umum keamanan (safety) adalah status seseorang dalam keadaan aman, kondisi yang terlindungi secara fisik, sosial, spiritual, finansial, politik,emosi, pekerjaan,psikologis atau berbagai akibat dari sebuah kegagalan,kerusakan, kecelakaan,atau berbagai keadaan yang tidak diinginkan.Keamanan tidak hanya mencegah rasa sakit dan cedera tetapi juga membuat individu merasa aman dalam aktifitasnya.Keamanan dapat mengurangi stress dan meningkatkan kesehatan.
Keamanan fisik (Biologic safety) merupakan keadaan fisik yang aman terbebas dari ancaman kecelakaan dan cedera (injury) baik secara mekanis, thermis, elektris maupun bakteriologis. Kebutuhan keamanan fisik merupakan kebutuhan untuk melindungi diri dari bahaya yang mengancam kesehatan fisik, yang pada pembahasan ini akan difokuskan pada providing for safety atau memberikan lingkungan yang aman.
2.3.1 KARAKTERISTIK KEAMANAN
1. Pervasiveness,Keamanan bersifat pervasive artinya luas mempengaruhi semua hal. Artinya klien membutuhkan keamanan pada seluruh
aktifitasnya seperti makan, bernafas, tidur, kerja, dan bermain.
penjagaan keamanan dapat efektif jika individu mengerti dan menerima bahaya secara akurat.
3. Management (pengaturan) Ketika individu mengenali bahaya pada lingkungan klien akan melakukan tindakan pencegahan agar bahaya tidak terjadi dan itulah praktek keamanan. Pencegahan adalah karakteristik mayor dari keamanan.
2.4 Mikrokontroler ATMEGA16A
ATMEGA16A merupakan mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel keluarga AVR. AVR mempunyai 32 register general-purpose, timer/counter dengan metode compare, interrupt eksternal dan internal, serial UART, progammable Watchdog Timer, ADC dan PWM internal.
Beberapa keistimewaan AVR ATMEGA16A :
1) Saluran Input/Output (I/O) ada 32 buah, yaitu PORTA, PORTB, PORTC, PORTD.
2) ADC / Analog to Digital Converter 10 bit sebanyak 8 channel pada PORTA.
3) 2 buah timer/counter 8-bit dan 1 buah timer/counter 16-bit dengan prescalers dan kemampuan pembanding.
4) Watchdog timer dengan osilator internal.
5) Tegangan operasi 2,75 - 5,5 V pada ATMEGA16L dan 4,5 - 5,5 V pada ATMEGA16A.
6) EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 7) Antarmuka komparator analog.
8) 4 channel PWM.
9) kecepatan nilai (speed grades) 0 - 8 MHz untuk ATMEGA16L dan 0 - 16 MHz untuk ATMEGA16A.
10) Untuk pemrogaman dalam mikrokontroler ATMEGA16A bisa menggunakan perangkat lunak CodeVisionAVR. Software ini menggunakan bahasa C.
2.5 Passive Infrared Receiver(PIR)
Sesuai dengan namanyaPassive, sensor ini hanya merespon energi dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki oleh setiap objek yang terdeteksi olehnya. Objek yang bisa dideteksi oleh sensor ini biasanya adalah tubuh manusia. Bagian-bagian dari PIR dengan perannya masing-masing, yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor,amplifier, dancomparator.
Gambar 2.3 Bentuk FisikPassive Infra Red(PIR)
Sensor PIR ini bekerja dengan menangkap energi panas yang dihasilkan dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki setiap benda dengan suhu benda di atas nol mutlak. Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan.
Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectric sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. Arus listrik bisa dihasilkan karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yang terbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.
2.6 Buzzer
pengendali dan digunakan sebagai penanda yang berupa suara. Implementasi lain dari bel listrik dengan alat AC-connected untuk mengubah arus bolak balik ke dalam sebuah bunyi yang akan digunakan dengan pengeras suara. Dalam acara sebuah game sering digunakan bel listrik untuk penanda dalam acara tersebut. Sekarang ini bel listrik semakin sering digunakan sebagai alat untuk membunyikan suatu piezoelectric ceramic-based yang menghasilkan sebuah nada yang sangat tinggi. Bentuk simbol buzzer seperti gambar berikut :
Gambar 2.5 Contoh Macam-macam Buzzer 2.7 LED
LED adalah Light Emitting Diode. LED adalah sebuah peralatan elektronik kecil (semikonduktor) yang memancarkan cahaya saat dilewati arus.Hampir semua energi yang dipancarkan LED muncul dalam spectrum yang tampak oleh mata.
Keunggulan teknologi LED antara lain:
a. Intensitas dan terang yang tinggi b. Efisiensi tinggi
c. Kebutuhan tegangan dan arus yang rendah
d. Sangat handal (tahan terhadap goncangan dan getaran) Tidak memancarkan sinar UV
Gambar 2.6 Contoh LED
Gambar 2.7 Contoh Macam-macam LED
2.8 Vibrasi (Vibrator)
Ada dua kelompok getaran yang umum yaitu :
(1).Getaran Bebas.
Getaran bebas terjadi jika sistem berosilasi karena bekerjanya gaya yang ada dalam sistem itu sendiri (inherent), dan jika ada gaya luas yang bekerja. Sistem yang bergetar bebas akan bergerak pada satu atau lebih frekuensi naturalnya, yang merupakan sifat sistem dinamika yang dibentuk oleh distribusi massa dan kekuatannya. Semua sistem yang memiliki massa dan elastisitas dapat mengalami getaran bebas atau getaran yang terjadi tanpa rangsangan luar.
(2).Getaran Paksa.
Getaran paksa adalah getaran yang terjadi karena rangsangan gaya luar, jika rangsangan tersebut berosilasi maka sistem dipaksa untuk bergetar pada frekuensi rangsangan. Jika frekuensi rangsangan sama dengan salah satu frekuensi natural sistem, maka akan didapat keadaan resonansi dan osilasi besar yang berbahaya mungkin terjadi. Kerusakan pada struktur besar seperti jembatan, gedung ataupun sayap pesawat terbang, merupakan kejadian menakutkan yang disebabkan oleh resonansi. Jadi perhitungan frekuensi natural merupakan hal yang utama.
a.Amplitudo
Amplitudoadalah ukuran atau besarnya sinyal vibrasi yang
dihasilkan.makin tinggi amplitudo yang ditunjukkan menunjukkan makin besar ganguan yang terjadi.besarnya amplitudo tergantung pada tipe mesin yang ada. b.Frekuensi
Frekuensiadalah banyaknya periode getaran yang terjadi dalam satu putaran waktu.Besarnya frekuensi yang timbul saat terjadinya vibrasi dapat mengindikasikan jenis jenis ganguan yang terjadi.Frekuensi biasanya
ditunjukkan dalam bentukCycle Per Menit (CPM)yang biasanya disebut dengan instilahHertz(Hz).
c. Phase Vibrasi
Pemilihan jenis komponen dalam perancangan dan pembuatan suatu perangkat elektronik mutlak dilakukan karena berdampak langsung pada tingkat efisiensi dan efektifitas perangkat yang dibuat. Beberapa hal yang perlu diperhatikan diantaranya kualitas bahan, tingkat kecepatan dan keakuratan saat komponen bekerja, bentuk serta ukuran dimensi komponen, sampai budget/pengeluaran dana yang digunakan.
Sehingga pada perancangan dan pembuatan alarm pendeteksi manusia ini, pemilihan jenis komponen yang digunakan harus diperhatikan, agar hasil kinerja baik dari sisi kualitas kinerja perangkat sampai jumlah pengeluaran dana yang diperuntukkan bagi pembuatan perangkat alarm pendeteksi manusia ini dapat ditekan seminimal mungkin.
3.1. Latar Belakang Pemilihan Komponen
3.1.1. Pemilihan Mikrokontroler
Jenis mikrokontroler yang digunakan pada perangkat pendeteksi gerakan manusia ini adalah mikrokotroler seri ATMEGA16A.
Berdasarkan pada hasil konsultasi d e n ga n p a ra n a r a s um b e r da n m e n da p at m as uk a n ya n g d i j a di k an p at oka n s eb a ga i r e ko m end a si dapat ditarik kesimpulan bahwa jenis mikrokontroler ATMEGA16A yang sudah terintegrasi dalam board Megiduino (hasil pengembangan dan modifikasi dari board aslinya yaitu Arduino) lebih cocok digunakan, karena memiliki kapasitas memori yang cukup sesuai kebutuhan, serta memiliki RAM yang lebih besar sehingga mempengaruhi kecepatan akses data pada mikrokontroler,biaya yang lebih murah,dan mempunyai slot/pin yang lebih banyak dari seri Arduino yang hanya menggunakan mikrokontroler seri ATMEGA8.
Gambar 3.2 Board Arduino berbasis Mikrokontroler ATMEGA8.
Tabel 3.1 Perbandingan ATMEGA16 dan ATMEGA8535
3.1.2. Pemilihan Buzzer
Buzzer dipilih sebagai hasil output berupa bunyi alarm pendeteksi gerakan manusia jika terjadi pendeteksian oleh PIR,dan hanya akan aktif jika di aktifkan melalui pengaturan saklar pilihan untuk Buzzer ini sendiri,jika saklar untuk Buzzer tidak diaktifkan maka tidak akan berbunyi Buzzernya.
3.1.3. Pemilihan LED
Pemilihan LED sebagai output berupa cahaya alarm pendeteksi gerakan manusia jika terjadi pndeteksian oleh PIR,dan hanya akan aktif jika diaktifkan melalui pengaturan saklar pilihan untuk LED ini sendiri,jika saklar untuk LED tidak diaktifkan maka tidak akan menyala LEDnya.
Gambar 3.4 Bentuk LED. 3.1.4. Pemilihan Vibrate
Untuk Vibrate di pilih sebagai penerima hasil output vibrate atau getaran pada alarm pendeteksi gerakan manusia jika terjadi pendeteksian oleh PIR,dan hanya akan aktif jika diaktifkan melalui pengaturan saklar pilihan untuk Vibrate itu sendirijika saklar Vibrate tidak diaktifkan maka tidak akan bergetar vibratenya.
3.1.5. Pemilihan Sensor Gerak
29
Perancangan dan realisasi sistem merupakan bagian yang penting dari seluruh pembuatan skripsi. pada prinsipnya perancangan yang baik dan dilakukan secara sistematik akan memberikan kemudahan-kemudahan dalam proses pembuatan alat serta analisanya.
4.1. Perancangan Sistem
Pada perancangan sistem alarm pendeteksi gerakan manusia, secara umum terdapat tiga bagian utama yaitu bagian masukan (input), proses (process), dan keluaran (Output). Tiga bagian inilah yang menjadi dasar kinerja alarm pendeteksi gerakan manusia.
Berikut uraian singkat tentang fungsi dari masing-masing bagian utama blok diagram sistem brankas pengaman otomatis.
a. Masukan (Input)
Untuk bagian masukan (Input) terdapat satu macam perangkat yang berfungsi untuk memberikan masukan bagi mikrokontroler sesuai dengan fungsinya yaitu:
Passive InfraRed (PIR) sensor digunakan untuk mendeteksi keberadaan manusia di depan brankas. Pada perancangan sistem brankas pengaman otomatis ini, PIR sensor akan memberi masukan ke mikrokontroler dan selanjutnya akan diteruskan melalui Modem GSM Serial Wavecom 1306b kepada pemilik/ownerberupa pesan konfirmasi apabila ada aktifitas manusia dengan jarak tertentu di depan brankas.
b. Proses (Process)
Mikrokontroler ATMEGA16 digunakan sebagai perangkat kontrol utama sistem alarm pendeteksi gerakan manusia. Mikrokontroler memproses setiap masukan dari sensor dan mengeksekusi perangkat output sesuai dengan instruksi program yang diatur oleh pemrogram pada mikrokontroler.
c. Keluaran (Output)
1. Buzzer
Buzzer berfungsi untuk memberikan tanda berupa bunyi kepada pemilik atau orang sekitar (dalam jangkauan). Buzzer akan di eksekusi jika adanya pergerakan manusia saat melewati PIR,Buzzer akan menyala,hal ini jika saklar buzzer di aktifkan saja,jika tidak maka tidak akan berbunyi buzzernya (sesuai setingan pemakai).
2. Indikator LED
Sebagai indikator untuk penghuni rumah. Saat ada pergerakan manusia yang terdeteksi padaPIR maka LED akan menyala,hal ini jika saklar LED di aktifkan saja,jika tidak maka tidak akan menyala (sesuai setingan pemakai).
3. Vibrate (Getaran)
Vibrate (Getaran) akan aktif jika terdeteksi adanya pergerakan manusia oleh PIR,maka Vibrate akan menyala,hal ini jika saklar Vibrate di aktifkan saja,jika tidak maka tidak akan aktif vibratenya (sesuai setingan pemakai) 4.2. Sistem Alarm Pendeteksi Gerakan Manusia Secara Singkat
Alarm pendeteksi gerakan manusia yang di rancang untuk skripsi ini memiliki beberapa fitur penunjang yang dapat di pilih dan di sesuaikan dengan situasi dan keinginan pengguna,karena pada alarm pendeteksi ini di sediakan tiga fitur yang bisa diaktifkan ataupun di non aktifkan sesuai dengan keinginan penggunanya.
1. Ukuran
Untuk ukuran mikrokontroler yang sudah di integrasikan pada board berukuran panjang 9,5cm dan lebar 6,5cm.
2. Sensor gerak (PIR)
untuk mendeteksi keberadaan aktifitas manusia di sekitaran penempatan PIR dengan jarak efisiennya sampai dengan 3meter.
3. Buzzer
Sebagai alat output berupa bunyi atau suara,yang setingannya bisa di sesuaikan dengan situasi dan keinginan pengguna,bisa di aktifkan ataupun tidak,dengan menggunakan saklar.
4. LED
Sebagai alat output berupa cahaya dari LED berwarna merah,yang setingannya bisa di sesuaikan dengan situasi dan keinginan pengguna,bisa diaktifkan ataupun tidak,dengan menggunakan saklar.
5. Vibrate
Sebagai alat output getaran yang bisa di rekatkan pada benda ataupun anggota tubuh,seperti tangan atau kaki,sesuai dengan keinginan penggunanya, ,yang setingannya bisa di sesuaikan dengan situasi dan keinginan pengguna,bisa diaktifkan ataupun tidak,dengan menggunakan saklar.
6. Sistem Catu Daya
Power Supply) seri S850E sebagai back-up daya apabila sumber utama tidak berfungsi.
Untuk mengetahui lebih lanjut tentang sistem kerja alarm pendeteksi gerakan manusia yang di rancang ini,maka perlu di ketahui terlbih dahulu komponen-komponen penunjang yang di gunakan dan bagaimana fungsinya.Berikut akan dijelaskan secara lebih terperinci.
4.3. Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
Perancangan perangkat keras terdiri dari dua bagian penting diantaranya perancanganan mekanik alarm pendeteksi gerakan manusia dan perancangan sistemkontrol elektronik yaitu sistem minimum mikrokontroler ATMEGA16,power supply dan komponen pendukung lainnya.
4.3.1. Perancangan Mekanik Alarm
Gambar 4.2 SkematikPrinted Circuit Board(PCB) Mikrokontroler ATMEGA16A
Gambar 4.4 SkematikPrinted Circuit Board(PCB) PIR Shield
Gambar 4.6 Bentuk Setelah Kedua Board Disatukan
Gambar 4.8 Bentuk Alarm Pendeteksi Gerakan Manusia
Untuk penghubung ke komponen laninnya seperti PIR,Buzzer,Led dan Vibrate di gunakan kabel yang panjangnya akan di sesuaikan dengan jarak penempatan masing-masing komponen tersebut,di sesuaikan dengan situasi dan keinginan pengguna tanpa menyalahi aturan pemasangan inti dari komponen-komponen tersebut.
4.3.2. Perancangan Sistem Kontrol
4.3.2.1. Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMEGA16 Penggunaan sistem minimum mikrokontroler adalah untuk menjalankan fungsi dari IC (Integrated Circuit) Mikrokontroler itu sendiri. Pada sistem kontrol alarm pendeteksi gerakan manusia ini, digunakan mikrokontroler ATMEL seri ATMEGA16. Mikrokontroler ATMEGA16 bekerja sebagai pusat kendali yang menerima masukan dari perangkat input PIR sensor untuk kemudian mengeksekusi perangkat output yaitu buzzer,LED,dan Vibrate.
Gambar 4.9 Sistem PIN Mikrokontroler ATMEGA16 4.3.2.2. Rangkaian Passive Infra Red (PIR) Sensor
Gambar 4.10 Blok DiagramPassive Infrared(PIR) Sensor Saat mendeteksi adanya aktifitas manusia di area sekitar PIR, maka sensor akan aktif dan memberikan logika‘1’atau tinggi ke mikrokontroler melalui port 3.6, dan apabila tidak terdeteksi aktifitas manusia, maka sensor non-aktif dan memberikan logika’0’atau rendah ke mikrokontroler.
Gambar 4.11 Jangkauan Posisi Sensor 4.3.2.3. Rangkaian Catu Daya (UPS S850E dan 12 Volt DC)
Perangkat alarm pendeteksi gerakan manusia yang di buat ini bekerja menggunakan besar suplai daya yaitu 12 Volt DC,untuk rangkaian tegangan 12 Volt DC di gunakan regulator LM7812.Sedangkan untuk sumber suplai daya,digunakan dua sumber yaitu jala-jala listrik PLN dan UPS (Uninteruptible Power Supply) seri S850E.
baterai UPS.UPS ini juga sudah disediakan fasilitas rangkaian yang berfungsi untuk mengatur proses switching apabila suplai jala-jala PLN (220 VAC) terputus,maka secara otomatis suplai daya akan menggunakan sumber dari baterai UPS dan di seilingi oleh bunyi dari indicator UPS jika suplai jala-jala PLN terputus,dan akan kembali ke posisi semula apabila suplai daya dari sumber jala-jala PLN (220 VAC) telah terhubung kembali.
Gambar 4.12 Adaptor 12Volt DC
4.4. Perancangan Perangkat Lunak (Software)
Perancangan perangkat lunak berguna untuk menentukan setiap alur eksekusi dari perangkat alarm pendeteksi gerakan manusia. Setiap masukan atau input yang di terima akan diatur pada perangkat lunak yang kemudian akan diproses untuk menentukan eksekusi pada bagian keluaran atau output.
Mulai
5✟ 6.1. Kesimpulan
Sesuai perancangan dan pengujian serta analisis dari sistem alarm pnedeteksi gerkan manusia berbasis mikrokontroler ATMEGA16A yang dibahas pada penulisan skripsi ini, dapat diambil beberapa kesimpulan berkaitan dengan hasil analisi yang mengacu pada tujuan perancangan dan pembuatan aplikasi alarm pendeteksi gerakan manusia ini.
1. Alarm yang dirancang memiliki perangkat pengamanan yang lebih baik dengan adanya penambahan sensor gerak PIR,Buzzer,LED,dan Vibrate. 2. Memiliki desain yang berbeda dari alarm pada umumnya, dengan
penambahan keluaran atau output berupa Buzzer (bunyi),LED (cahaya),dan Vibrate (getaran) yang bisa di sesuaikan dengan kebutuhan dan keinginan pengguna.
3. Penggunaan alarm yang penempatan dan pengaktifannya yang bisa di sesuaikan dengan situasi sekitarnya.
4. Untuk Perancangan awal yang merencanakan kinerja beberapa komponen untuk pemakaian sistem wireless pada kenyataannnya semuanya itu terkendala pada masalah biaya/anggaran,sehingga penulis baru mencapai hasil akhir yang seperti sekarang ini saja.
6.2. Saran
Untuk pengembangan dan peningkatan kinerja dari alarm pendeteksi gerakan manusia yang dibuat ini, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan. 1. Pengaktifan alarm dapat dilakukan melaluiHandphone(HP)
owner/pengguna.
2. Menambahkan sistem monitoring menggunakan kamera secarareal timeyang dapat dicek kapan saja melaluiHandphone(HP) owner/pengguna.
✠3
Pada bab ini akan di uraikan tentang proses pengujian sistem yang meliputi pengukuran terhadap parameter-parameter dari setiap komponen per blok maupun secara keseluruhan,dan akan melakukan uji coba terhadap aplikasi alat yang diharapkan dapat berjalan sesuai perancangan pada bab sebelumnya,selanjutnya akan dilakukan analisis terhadap aplikasi hasil pengukuran tersebut.
5.1. Pengujian dan Analisis Sistem
Pengujian dan analisis sistem ini bertujuan untuk mengetahui sistem kerja dari setiap komponen masukan, proses, dan keluaran apakah dapat berjalan sesuai target yang diharapkan. hal ini meliputi pengujian terhadap parameter tegangan masukan untuk kinerja komponen, respons keluaran tegangan atau level logika yang dihasilkan sesuai aplikasi komponen, serta hasil analisis kinerja komponen berdasarkan rancangan kinerja sistem alarm pendeteksi gerakan manusia berbasis mikrokontroler ATMEGA16.
5.1.1. Pengujian dan AnalisisPassive Infra Red(PIR)
aktfitas manusia di area depan PIR sehingga dapat memberikan logika input pada mikrokontroler ATMEGA16.
Tegangan input yang dibutuhkan sensor PIR adalah 5 VDC. Pada pengujian sensor PIR, dilakukan beberapa kali percobaan dengan jarak 1-5 meter menggunakan obyek yang berbeda . Hal ini dilakukan untuk mendapatkan hasil yang maksimal terhadap respon sensor dengan obyek. Obyek yang dideteksi ada tiga jenis diantaranya manusia, tumbuhan, dan kucing. Pada masing-masing obyek, dilakukan lima kali percobaan dan hasilnya diuraikan pada tabel dibawah ini.
Tabel 5.1 Perbandingan Pengujian Sensor PIR Terhadap Objek Jarak
1 Manusia 5 kali 5 kali (100%) Mendeteksi
1 Tumbuhan 5 kali (0%) Tidak Mendeteksi
1 Kucing 5 kali 2 kali (40%) Mendeteksi
4 Manusia 5 kali 5 kali (100%) Mendeteksi
4 Tumbuhan 5 kali (0%) Tidak Mendeteksi
4 Kucing 5 kali 2 kali (40%) Mendeteksi
5 Rata-rata tingkat keberhasilan hanya 60%
respon tegangan keluaran sensor PIR terhadap obyek diuraikan pada tabel dibawah ini.
Tabel 5.2 Pengukuran JarakPassive Infra Red(PIR) Jarak
10 4,8 Aktif High Mendeteksi
30 4,8 Aktif High Mendeteksi
60 4,8 Aktif High Mendeteksi
100 4,8 Aktif High Mendeteksi
200 4,8 Aktif High Mendeteksi
300 4,8 Aktif High Mendeteksi
400 4,8 Aktif High Mendeteksi
500 0 Aktif Low Tidak mendeteksi
Berdasarkan uraian Tabel 5.2 di atas, didapat kesimpulan bahwa jarak maksimum deteksi obyek pada sensor PIR adalah 400 cm. Sensor PIR akan dipasang dengan pada tempat yang sesuai untuk penggunaannya agar mendapatkan hasil yang maksimal.
5.1.2. Pengujian dan Analisis Mikrokontroler ATMEGA16
Pengujian terhadap rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA16 bertujuan untuk mengetahui parameter tegangan keluaran dan masukan apabila mikrokontroler (IC) diberi program. Pengujian dilakukan dengan cara memberi catu daya 5 VDC ke IC mikrokontroler ATMEGA16 melalui pin 10 (Vcc) dan pin 11 (Gnd).
Program yang diberikan pada IC mikrokontroler ATMEGA16 adalah program dalam bahasa assembler. Perintah program ini digunakan untuk menghidupkan LED. Berikut contoh programnya.
Set perintah program diatas bertujuan untuk menghidupkan LED yang terpasang pada port 5.5 dari mikrokontroler ATMEGA16. LED yang dipasang adalah commonkatoda serta di pasang seri dengan sebuah resistor, sehingga saat rangkaian mikrokontroler dihidupkan, LED akan hidup karena mendapatkan logika high dari mikrokontroler. Perintah di atas memberikan logika high pada port 5.5 tempat LED dipasang. Dan percobaan selanjutnya LED dipasang menggunakan common anoda, sehingga set perintah program yang digunakan untuk menghidupkan LED adalah:
Clr P5.5
Dari set perintah diatas, program memerintahkan untuk memberikan logika low (0 V) ke port 5.5 dari mikrokontroler ATMEGA16. Dan saat rangkaian mikrokontroler dihidupkan, LED akan menyala. Percobaan dilanjutkan dengan menekan tombol reset. Mikrokontroler ATMEGA16 bisa direset apabila pada pin reset mendapatkan catu daya tinggi (5VDC).
Dari hasil percobaan yang dilakukan, level tegangan high pada pin mikrokontroler sebesar 4,89 V dan level tegangan low sebesar 0,1 V. kesimpulan yang dapat diambil bahwa rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA16 dapat bekerja dengan baik.
5.1.3. Pengujian dan Analisis Buzzer
Tabel 5.3 Hasil Pengujian Kontrol buzzer
Dari pengujian yang diuraikan pada Tabel 5.3 di atas, hasil yang didapatkan adalah, bila level masukan tegangan pada salah satu pin input IC ULN2803 yang terdiri dari rangkaian darlington array adalah 0 V (Vbe) maka buzzer dalam kondisi off, ini diakibatkan karena tegangan kolektor dan emitor adalah sama dengan tegangan input, dan tegangan pada terminal buzzer sama dengan 0 V. sebaliknya bila tegangan pada pin input tersebut diberi tegangan 5 V (Vbe), maka transistor berada pada kondisi jenuh, sehingga tegangan antara kolektor dan emitor sama dengan 0 V dan tegangan pada terminal buzzer adalah sama dengan tegangan input yaitu 12 V. pada kondisi ini, buzzer akan aktif. Level tegangan pada pin input IC ULN2803 untuk mengontrol buzzer didapatkan dari tegangan output mikrokontroler ATMEGA16. 5.1.4. Pengujian dan Analisis LED Indikator
tabel di bawah ini, akan dijelaskan tentang penggunaan program dan hasil eksekusinya terhadap LED indicator.
Tabel 5.4 Pengujian LED Indikator
Set perintah
Setb P0.0 P0.0 4,89 Off
Clr P0.0 P0.0 0 On
Dari pengujian LED indikator yang dilakukan, analisa yang didapat adalah bila pin P0.0 diset sebagai output dan melalui perintah setb P0.0 yang berfungsi memberikan logika high pada pin tersebut, maka pada pin-pin LED indikator tidak terdapat bias maju yang mengakibatkan LED berada pada kondisi off. Dan bila perintah Clr P0.0 yang berfungsi memberikan logika low pada port P0.0 dilakukan, maka pada LED akan diberi bias maju sehingga LED pada kondision.
5.1.5. Pengujian dan AnalasisPower Supply
Pengujian dilakukan juga untuk mengetahui waktu pengisian aki (UPS S850E) saat proses charge serta sistem kerja rangkaian pengisian aki (UPS S850E) dan switching. Pengukuran dilakukan pada titik-titik tertentu untuk mengetahui besar tegangan, arus, serta respon dari komponen. Berikut adalah tabel hasil pengukurannya.
Tabel 5.5 Hasil Pengukuran RangkaianPower Supply
Input
Arus yang digunakan pada rangkaian melalui transformator adalah 6.3 A. kebutuhan arus yang besar dari sumber ini, dimaksudkan agar dapat memenuhi kebutuhan arus pada beban atau komponen-komponen penunjang sistem alarm pendeteksi gerakan manusia berbasis mikrokontroler ATMEGA16.
Baterai yang digunakan adalah UPS seri S850E 195-245 VAC.Berdasarkan hasil pengujian,lama waktu pengisian UPS dari batas minimum tegangan sampai pada kondisi penuh atau batas maksimum tegangan yang di anjurkan adalah delapan jam.
Tabel 5.6 Hasil Pengujian Waktu Suplai Daya Oleh UPS seri S850E
Dibandingkan dengan Penggunaan Alarm dalam satu hari.
Pengujian durasi waktu suplai daya UPS seri S850E ke perangkat kontrol alarm dilakukan dengan cara menghidupkan perangkat kontrol alarm dengan suplai daya dari UPS seri S850E. Dilakukan beberapa percobaan dengan cara mengaktifkan alarm yang tentunya akan menghidupkan hampir sebagian besar komponen alarm.
Dari hasil uraian pengujian pada tabel diatas, dapat dilihat bahwa apabila UPS dalam kondisi penuh, dan digunakan untuk mensuplai daya pada rangkaian kontrol alarm pendeteksi gerakan manusia dimana alarm sama sekali tidak digunakan oleh pemilik dalam durasi waktu satu hari, maka lama waktu suplai daya UPS ke perangkat kontrol alarm adalah selama lima jam.
komponen pendukung lainnya. Namun saat alarm diaktifkan, semua komponen kontrol akan bekerja sehingga kebutuhan daya akan bertambah dan ini akan mengurangi kapasitas UPS.
5.2. Analisis Kinerja Perangkat Kontrol Secara Keseluruhan
Dari berbagai pengujian dan pengukuran yang dilakukan, baik secara perangkat keras (hardware) maupun perangkat lunak (software), hasil yang didapatkan pada dasarnya telah sesuai dengan hasil perancangan. Pada perangkat input, proses pendeteksian aktifitas manusia oleh sensor PIR dapat bekerja dengan baik serta dapat memberikan masukan ke mikrokontroler untuk diproses.
Selanjutnya pengujian yang dilakukan pada mikrokontroler ATMEGA16 dengan cara memberikan instruksi program untuk membaca setiap masukan dari komponen input, kemudian diproses dan melakukan eksekusi terhadap perangkat output telah berjalan sesuai fungsinya. Setiap port dari mikrokontroler ATMEGA16 yang berfungsi sebagai input maupun output dapat bekerja dengan baik.
Proses suplai daya kepada komponen kontrol alarm berdasarkan hasil pengujian baik menggunakan sumber 220 VAC dari PLN, maupun back up daya menggunakan satu buah UPS seri S850E dapat bekerja dengan baik. Walaupun masih terdapat kekurangan pada proses suplai daya menggunakan UPS jika dibandingkan dengan sumber dari PLN yaitu 220 VAC. Kekurangan dilihat dari sisi durasi waktu UPS yang lebih pendek saat mensuplai tegangan ke komponen kontrol alarm. Namun hal ini tidak terlalu berpengaruh, karena sistem kontrol alarm menggunakan suplai tegangan 220 VAC dari PLN sebagai sumber utama.
