Sistem pengendali dan pemantau beda intensitas lampu penerangan menggunakan SMS = Lamp intensity monitoring and controlling using SMS - USD Repository

i

TUGAS AKHIR

SISTEM PENGENDALI DAN PEMANTAU BEDA INTENSITAS

LAMPU PENERANGAN MENGGUNAKAN SMS

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

ROY KURNIAWAN NIM : 055114004

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

ii

FINAL PROJECT

LAMP INTENSITY MONITORING AND CONTROLLING SYSTEM

USING SMS

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree

In Electrical Engineering Study Program

By :

ROY KURNIAWAN NIM : 055114004

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA

v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka sebagaimana layaknya karya ilmiah.

Yogyakarta, 20 Agustus 2010

vi

vii

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : Roy Kurniawan

Nomor Mahasiswa : 055114004

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

SISTEM PENGENDALI DAN PEMANTAU BEDA INTENSITAS LAMPU PENERANGAN MENGGUNAKAN SMS

beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta, 20 Agustus 2010

viii

INTISARI

Saat ini, kebutuhan akan keamanan rumah menjadi hal yang sangat penting. Tingginya aktivitas seseorang dalam bekerja untuk memenuhi kebutuhan hidup, mengurangi waktu untuk berada di rumah guna menjaga keamanan rumah. Salah satu kebutuhannya adalah pengendali lampu penerangan rumah. Hal ini membuat para pemilik rumah harus memiliki suatu sistem pengaman di rumahnya. Sistem ini akan membantu

subscriber dalam mengendalikan lampu saat berada di luar rumah. Penelitian ini memberikan solusi kendali jarak jauh dalam rangka untuk mengurangi tindakan kriminal.

Sistem pengendali dan pemantau lampu penerangan rumah ini terdiri dari SMS pada jaringan GSM dan minimum sistem. SMS digunakan sebagai media pengiriman pesan yang berisi format untuk mengendalikan dan memantau lampu penerangan. Minimum

sistem berfungsi untuk melakukan proses pengendalian dan pemantauan saat ada SMS masuk.

Sistem pengendali dan pemantau lampu penerangan rumah menggunakan SMS sudah berhasil dibuat tetapi kurang bekerja dengan baik. Proses pengendalian dengan cara mengirimkan SMS dapat bekerja dengan baik. SMS yang masuk diolah dengan baik oleh

minimum sistem, sehingga tingkat keakurasian perintah yang dikirimkan dengan yang terjadi pada lampu penerangan sudah sesuai. Kekurangannya ada pada bagian sensing. Proses sensing dilakukan melalui 2 cara yaitu pemeriksaan port mikrokontroler dan pemeriksaan keadaan lampu menggunakan rangkaian sensor (LDR). Pemeriksaan port

mikrokontroler dapat bekerja dengan baik, tetapi pemeriksaan dengan LDR tidak bekerja dengan baik. Hal ini dikarenakan adanya kesalahan perancangan dan naik turunnya tegangan jala-jala PLN, sehingga membuat tegangan keluaran rangkaian sensor tidak stabil. Proses sensing ini masih kurang sempurna, sehingga masih dapat diperbaiki dan dikembangkan untuk mengendalikan lampu penerangan rumah.

ix

ABSTRACT

Currently, the need for home security becomes crucial. The high activity of a person at work to make ends meet, reducing the time to be at home in order to maintain the security of home. One requirement is for home lighting control. This makes the home owners must have a security system at his home. This system will help the subscriber in control of light when outside the home. This study provides remote control solution in order to reduce crime.

System controllers and monitors lighting home comprises SMS on GSM network and the minimum system. SMS messaging is used as a medium that contains a format for controlling and monitoring the lamp light. Minimum system is used to perform process control and monitoring when there is incoming SMS.

Controlling and monitoring system home lighting using SMS has been successfully created but not working properly. Control process by sending an SMS can work well. Incoming SMS processed properly by the minimum system, so the accuracy level commands sent to that which occurred at the lighting was appropriate. The drawback is in the sensing. Sensing process is done through two methods namely inspection of the microcontroller port and examination lamp using a series of light sensors (LDR). Examination microcontroller port can work as well, but check with the LDR is not working properly. Sensing process was still less than perfect, so still could be improved and developed to control home lighting.

x

KATA PENGANTAR

Puji syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala karunia-Nya sehingga tugas akhir dengan judul “Sistem Pengendali dan Pemantau Beda Intensitas Lampu Penerangan Menggunakan SMS” ini dapat diselesaikan dengan baik.

Penelitian yang berupa tugas akhir ini merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa Program Studi Teknik Elektro untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik atas bantuan, gagasan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, peneliti ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Bapak Damar Wijaya, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, pengetahuan, diskusi, arahan, kritik dan saran kepada peneliti sehingga penulisan tugas akhir ini dapat diselesaikan.

3. Bapak Pius Yozy Merucahyo, S.T., M.T. dan Ibu Wiwien Widyastuti, S.T., M.T. selaku penguji yang telah memberikan kritik dan saran.

4. Bapak dan Ibu Dosen yang telah memberikan semangat, pengetahuan dan bimbingan kepada peneliti selama kuliah.

5. Papa dan mama tercinta, kakakku Eko Kurniawan, S.T. dan adikku Cicilia Indah Kurnia Sari, serta semua keluarga yang telah memberikan semangat dan dukungan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

6. Teman-teman RR: Beneto Cahyo Nugroho, R.Adhyaksa, S.E., Elang Samodra, S.T., Putro Utomo, Rahardian Rahardjo, S.E., dan Robertus Doni Irawan untuk kebersamaan dan dukungan selama ini.

xi

8. Semua pihak yang tidak bisa peneliti sebutkan satu-persatu atas bantuan, bimbingan, kritik dan saran.

Peneliti sangat mengharapkan kritik dan saran yang dapat membangun serta menyempurnakan tulisan. Semoga tugas akhir ini dapat dimanfaatkan dan dikembangkan lebih lanjut oleh peneliti lain sehingga tulisan ini dapat lebih bermanfaat bagi perkembangan Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Yogyakarta, 20 Agustus 2010 Peneliti,

xii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vii

INTISARI ... viii

ABSTRACT ... ix

KATA PENGANTAR ... x

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR TABEL ... xvii

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 2

1.3. Batasan Masalah ... 2

1.4. Metodologi Penelitian ... 3

1.5. Sistematika Penulisan ... 4

BAB II: DASAR TEORI 2.1. Arsitektur GSM ... 5

2.1.1. Mobile Station ... 5

2.1.2. Base Transceiver Station ... 6

2.1.3. Base Station Controller ... 6

2.1.4. Mobile Switching Center dan Visitor Location Register ... 6

2.1.5. Home Location Register ... 6

2.2. Short Message Service ... 7

2.3. Komunikasi Data Serial ... 8

2.3.1. Komunikasi Serial RS 232 ... 8

xiii

2.4. Mikrokontroler ATMega 8535 ... 10

2.4.1. Fitur ATMega 8535 ... 11

2.4.2. Konfigurasi Pin ... 11

2.4.3. Interupsi ... 12

2.5. Relay ... 12

2.6. Triac ... 13

2.7. Telepon Seluler Siemens C55 ... 15

2.8. Hubungan Seri RLC ... 16

2.9. Pengatur Tegangan AC ... 17

2.10. Transistor Sebagai Saklar ... 17

2.11. Light Dependent Resistor ... 18

BAB III: RANCANGAN PENELITIAN 3.1. Perancangan Sistem ... 20

3.2. Identifikasi Kebutuhan Perangkat ... 21

3.3. Perancangan Perangkat Keras ... 21

3.3.1. Rangkaian Driver Relay ... 21

3.3.2. Rangkaian Komunikasi Serial RS 232 ... 23

3.3.3. Rangkaian Dimmer ... 23

3.3.4. Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler ... 26

3.3.5. Rangkaian Sensor Cahaya ... 26

3.4. Format SMS yang Digunakan ... 28

3.5. Perancangan Perangkat Lunak ... 28

3.5.1. Flowchart Utama PC ... 28

3.5.2. Sub-Routine Konfirmasi Kesalahan ... 30

3.5.3. Sub-Routine Pemantauan ... 30

3.5.4. Flowchart Utama Mikrokontroler ... 31

3.5.5. Sub-Routine Kendali ... 32

BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Gambar Fisik Alat ... 34

4.2. Pengujian SMS Pengendalian dan Pemantauan Lampu ... 36

4.3. Pengujian Rangkaian MAX 232 ... 40

4.4. Pengujian Rangkaian Sensor ... 41

xiv

4.6. Program PC ... 43

4.6.1. Main Menu ... 43

4.6.2. Add Number ... 48

4.6.3. Add Format ... 49

4.6.4. Exit ... 51

4.7. Program Mikrokontroler ... 51

BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 53

5.2. Saran ... 53

DAFTAR PUSTAKA ... 54

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1. Model Sistem ... 3

Gambar 2.1. Arsitektur GSM ... 5

Gambar 2.2. Blok Diagram Cara Kerja SMS ... 7

Gambar 2.3. IC MAX 232 ... 8

Gambar 2.4. Konfigurasi Pin Konektor DB9 ... 10

Gambar 2.5. Konfigurasi Pin ATMega 8535 ... 11

Gambar 2.6. Proses Interupsi ... 12

Gambar 2.7. Bentuk Fisik dan Simbol Relay ... 13

Gambar 2.8. Simbol Triac ... 14

Gambar 2.9. Karakteristik Triac ... 14

Gambar 2.10. Pin Eksternal Siemens C55 Tampak Bawah... 15

Gambar 2.11. Rangkaian RLC Seri ... 16

Gambar 2.12. Rangkaian RC Sebagai Pengendali Fase Triac... 17

Gambar 2.13. Kurva Garis Beban DC Transistor Sebagai Saklar ... 17

Gambar 2.14 Transistor Sebagai Saklar ... 18

(a) Rangkaian Transistor ... 18

(b) Saat Cut Off ... 18

(c) Saat Saturasi ... 18

Gambar 2.15. Karakteristik Hubungan Antara Resistansi dan Cahaya ... 19

Gambar 2.16. Simbol dan Bentuk Fisik LDR ... 19

Gambar 3.1. Diagram Blok Rancangan ... 20

Gambar 3.2. Rangkaian driverrelay ... 22

Gambar 3.3. Rangkaian Komunikasi Serial ... 23

Gambar 3.4. Rangkaian Dasar Dimmer ... 25

Gambar 3.5. Rangkaian Dimmer dengan 3 Level Intensitas ... 25

Gambar 3.6. Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler ... 26

Gambar 3.7. Rangkaian Sensor Cahaya ... 27

Gambar 3.8. Flowchart Utama PC ... 29

Gambar 3.9. Sub-Routine Konfirmasi Kesalahan... 30

xvi

Gambar 3.11. Flowchart Utama Mikrokontroler ... 31

Gambar 3.12. Sub-Routine Kendali ... 32

Gambar 4.1. Gambar Fisik Alat ... 34

Gambar 4.2. Rangkaian Driver Relay ... 35

Gambar 4.3. Rangkaian MAX 232 ... 35

Gambar 4.4. Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler ... 36

Gambar 4.5. Rangkaian Sensor ... 36

Gambar 4.6. Layout Menu Utama Saat Isi SMS “lp1lv1” ... 37

Gambar 4.7. Layout Menu Utama Saat Isi SMS “lp1high” ... 37

Gambar 4.8. Balasan ke Subscriber ... 38

Gambar 4.9. Pengujian Menggunakan Hyperterminal ... 40

Gambar 4.10. Form 4 ... 43

Gambar 4.11. Form 1 ... 44

Gambar 4.12. Contoh Keterangan yang Dikirim ke Subscriber Saat Nomor dan Format yang Dikirimkan Salah ... 44

Gambar 4.13. Form 1 Saat Ada Kesalahan Nomor ... 45

Gambar 4.14. Form 1 Saat Ada Kesalahan Format... 45

Gambar 4.15. Form 1 Saat Tidak Ada Kesalahan Nomor dan Format ... 46

Gambar 4.16. Tampilan Keterangan di Telepon Seluler Subscriber ... 48

Gambar 4.17. Form 2 ... 48

Gambar 4.18. Form 2 Saat Menambah Nomor ... 49

Gambar 4.19. Form 3 ... 50

Gambar 4.20. Form 3 Saat Menambah Format ... 50

xvii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Fungsi dan Deskripsi Pin Konektor DB9 ... 9

Tabel 2.2. Keterangan Susunan Pin Eksternal Siemens C55 ... 15

Tabel 3.1. Konversi Level Tegangan ... 28

Tabel 4.1. Hasil Pengujian SMS Untuk Pengendalian dan Pemantauan Lampu ... 38

Tabel 4.2. Hasil Pengambilan Beberapa Data dari Rangkaian MAX 232... 41

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Rangkaian Sensor ... 41

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang

Global System for Mobile Communication (GSM) merupakan sebuah teknologi komunikasi yang diterapkan pada mobile communication khususnya telepon seluler.

Seiring dengan berkembangnya teknologi GSM saat ini yang semakin cepat dan murah menyebabkan pemakaian telepon seluler sudah menjangkau semua lapisan. Tidak hanya pada golongan kaum elit saja, tetapi golongan masyarakat menengah juga dapat menikmati layanan teknologi GSM.

Short Message Service (SMS) adalah salah satu layanan yang terdapat pada telepon seluler. Selain memiliki biaya operasional yang cukup murah, layanan ini juga merupakan media komunikasi dan sarana informasi antar individu yang memiliki sifat waktu nyata (real-time). SMS masih tetap menjadi pilihan bagi setiap orang sebagai sarana komunikasi, meskipun saat ini teknologi yang lain seperti Electronic Mail Service (EMS) ataupun

Multimedia Mail Sevice (MMS) telah dikembangkan [1].

Selain untuk media komunikasi dan sarana informasi, SMS juga dapat digunakan sebagai media pengendali dan pemantau perangkat elektronik dalam rangka memberikan keamanan bagi masyarakat. Salah satu contohnya adalah kebutuhan keamanan rumah dalam pengendalian intensitas lampu penerangan. Tingginya aktivitas manusia dalam memenuhi kebutuhan ekonomi semakin mengurangi waktu untuk berada di sekitar rumah untuk menjaga keamanan tempat tinggal. Kebutuhan masyarakat yang semakin mahal dalam hal penggunaan listrik juga menjadi alasan pentingnya sistem pengendali dan pemantau beda intensitas lampu penerangan.

Permasalahan ini mendorong penulis untuk melakukan penelitian tentang perangkat pengendali dan pemantau jarak jauh yang efektif dan efisien. Berdasarkan hal di atas, penulis membuat suatu penelitian mengenai sistem pengendali dan pemantau beda intensitas lampu penerangan di rumah menggunakan layanan SMS pada jaringan GSM.

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian

2

Manfaat yang diharapkan dari penulisan skripsi ini adalah mempermudah masyarakat golongan menengah ke atas untuk mengendalikan lampu rumah dan menambah literatur aplikasi teknologi GSM.

1.3. Batasan Masalah

Penelitian akan dibatasi pada:

1. Sistem pengendali dan pemantau beda intensitas 4 buah lampu rumah. 2. Mikrokontroler yang digunakan adalah jenis AVR ATMega 8535.

3. Komunikasi antara Personal Computer (PC) dan telepon seluler menggunakan komunikasi serial.

4. Pengendalian dan pemantauan menggunakan layanan SMS pada jaringan GSM.

5. Sensor cahaya yang digunakan adalah LDR. 6. Software interface menggunakan gammu.

1.4. Metodologi Penelitian

Metodologi yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

1. Studi Pustaka menggunakan jurnal-jurnal, handbook, internet serta data sheet komponen yang digunakan dalam pembuatan alat.

2. Pembuatan alat berdasarkan hasil rancangan.

3

Gambar 1.1. Model Sistem

3. Pengujian alat dan pengambilan data.

Data yang diambil dari alat yang telah dirancang meliputi tegangan keluaran dari regulator tegangan serta ketepatan dan akurasi beda intensitas lampu dengan perintah yang dikirimkan. Jika perintah yang dikirimkan adalah menyalakan lampu 1 dengan intensitas high, maka seharusnya yang menyala adalah lampu 1 dengan intensitas high, bukan lampu dan intensitas cahaya yang lain. Pengujian komunikasi antara PC dan mikrokontroler menggunakan Hyperterminal.

4. Analisa data yang telah diambil.

Analisa data berupa pengukuran dan pengamatan data yang akan dibandingkan dengan hasil-hasil yang telah diperoleh dari perhitungan secara teoritis.

5. Pengambilan kesimpulan.

Berdasarkan hasil analisa akan ditarik suatu kesimpulan perangkat yang dibuat dapat bekerja dengan baik atau tidak.

1.5. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan ini adalah sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN

4 BAB II DASAR TEORI

Bab ini berisi teori-teori yang mendukung kerja sistem dan teori yang digunakan dalam perancangan perangkat keras serta perangkat lunak.

BAB III RANCANGAN PENELITIAN

Bab ini berisi penjelasan alur perancangan sistem, format SMS yang digunakan, perancangan perangkat keras, dan perancangan perangkat lunak.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi pembahasan program, hasil pengujian alat yang dibuat, dan pembahasan data yang diperoleh.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5

BAB II

DASAR TEORI

Bab ini berisi dasar teori yang dibutuhkan dalam perancangan perangkat pengendali dan pemantau beda intensitas lampu penerangan menggunakan SMS. Dasar teori yang dibahas meliputi arsitektur GSM, SMS, komunikasi data serial, mikrokontroler ATMega 8535, relay, triac, telepon seluler Siemens C55, hubungan seri RLC, pengatur tegangan AC, transistor sebagai saklar, dan LDR.

2.1.

Arsitektur GSM

Unsur-Unsur yang utama pada arsitektur GSM ditunjukkan pada Gambar 2.1. Jaringan GSM terdiri atas tiga subsistem yaitu Base Station Subsystem (BSS), Network Subsystem (NSS), dan Operation Subsystem (OSS) [2].

Gambar 2.1. Arsitektur GSM [2]

2.1.1.

Mobile Station

Mobile Station (MS) adalah perangkat yang mengirim dan menerima sinyal radio. MS dapat berupa telepon seluler atau Personal Digital Assistant (PDA).

MS terdiri dari Mobile Equipment (ME) dan Subscriber Identity Module (SIM). ME berisi transceiver radio, display, dan Digital Signal Processor. SIM digunakan agar

6

2.1.2.

Base Transceiver Station

Base transceiver Station (BTS) berfungsi sebagai interface komunikasi semua MS yang aktif dan berada dalam coverage area BTS. Proses yang ada di dalam komunikasi MS antara lain modulasi sinyal, demodulasi, dan error coding. Beberapa BTS terhubung pada satu Base Station Controller (BSC). Satu BTS biasanya mampu menangani 20-40 komunikasi secara serentak [2].

2.1.3.

Base Station Controller

Base Station Controller(BSC) berfungsi mengatur koneksi BTS-BTS yang berada dalam kendali BSC tersebut. Fungsi BSC ini memungkinkan operasi seperti handover, cell site configuration, management of radio resources, dan mengatur power level dari

frekuensi radio BTS. Pada jaringan GSM, BSC mengatur lebih dari 70 BTS [2].

2.1.4.

Mobile Switching Center

dan

Visitor Location Register

Mobile Switching Center (MSC) melakukan fungsi registrasi, authentication, location updating, billing service dan sebagai interface dengan jaringan lain. Selain itu, MSC juga bertanggung jawab untuk call set-up, release, dan routing [2].

Visitor Location Register (VLR) berisi informasi dinamis tentang subscriber yang terhubung dengan mobile network termasuk lokasi subscriber. VLR biasanya terintegrasi dengan MSC. Melalui MSC, mobile network terhubung dengan jaringan lain seperti Public Switched Telephone Network (PSTN), Integrated Service Digital Network (ISDN), Circuit Switched Public Data Network (CSPDN), dan Packet Switched Public Data Network

(PSPDN).

2.1.5.

Home Location Register

Home Location Register (HLR) adalah elemen jaringan yang berisi detil dari setiap

subscriber. Sebuah HLR biasanya mampu mengatur ratusan bahkan ribuan subscriber.

Signalling pada jaringan GSM berbasis pada protokol Signaling System Number 7

(SS7). Penggunaan SS7 dilengkapi dengan penggunaan protokol Mobile Application Part

7

2.2. Short Message Service

Short Message Service (SMS) merupakan salah satu layanan pesan teks yang dikembangkan dan distandarisasi oleh suatu badan yang bernama European

Telecomunication Standards Institute (ETSI). Fitur SMS ini memungkinkan perangkat Stasiun Seluler Digital (Digital Cellular Terminal, seperti telepon seluler) untuk dapat mengirim dan menerima pesan-pesan teks dengan panjang mencapai 160 karakter melalui jaringan GSM [1].

Saat mengirim SMS melalui telepon seluler, SMS tidak akan langsung dikirimkan kepada telepon seluler tujuan, melainkan terlebih dahulu menuju Short Message Service Center (SMSC) [3]. Setelah SMSC menerima SMS dari pengirim, SMSC akan langsung mengirimkan SMS tersebut ke telepon seluler yang dituju oleh pengirim, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2. Blok Diagram Cara Kerja SMS [3]

SMS dapat dikirimkan ke perangkat Stasiun Seluler Digital lainnya hanya dalam beberapa detik selama berada pada jangkauan layanan GSM. Lebih dari sekedar

pengiriman pesan biasa, layanan SMS memberikan garansi SMS akan sampai pada tujuan meskipun perangkat yang dituju sedang tidak aktif yang dapat disebabkan karena sedang dalam kondisi mati atau berada di luar jangkauan layanan GSM. Jaringan akan menyimpan sementara pesan yang belum terkirim dan segera mengirimkan ke perangkat yang dituju setelah adanya tanda kehadiran dari perangkat di jaringan tersebut.

8

2.3. Komunikasi Data Serial

Komunikasi data secara serial dibedakan menjadi dua, yaitu komunikasi data serial secara sinkron dan komunikasi data secara asinkron. Pada komunikasi data serial sinkron,

clock dikirimkan bersama-sama dengan data serial, sedangkan komunikasi data asinkron

clock tidak dikirimkan bersama data serial, melainkan dibangkitkan secara sendiri-sendiri baik pada sisi pengirim (transmitter) maupun pada sisi penerima (receiver) [4].

2.3.1. Komunikasi Serial RS 232

Komunikasi serial RS 232 merupakan media yang menghubungkan antara terminal data dari suatu peralatan ke terminal peralatan lain [4]. RS 232 juga menjalankan

pertukaran data biner secara serial. IC yang dipakai untuk komunikasi serial adalah IC MAX 232. IC ini menyediakan pemrosesan data dan protokol. Bagian yang menangani komunikasi dapat dihubungkan dengan berbagai aplikasi yang berhubungan dengan elektronik. IC MAX 232 dipakai sebagai interface dari PC ke perangkat luar (level TTL) atau sebaliknya dari perangkat luar ke PC. Gambar IC MAX 232 dapat dilihat pada Gambar 2.3.

Karakteristik dari RS-232 memiliki ketentuan level tegangan sebagai berikut: 1. Logika 1 disebut mark terletak antara -3V hingga -25V.

2. Logika 0 disebut space terletak antara +3V hingga +25Vt.

3. Daerah tegangan antara -3V hingga +3V adalah invalidlevel, yaitu daerah tegangan yang tidak memiliki level logika pasti sehingga harus dihindari. Demikian juga, level tegangan yang lebih negatif dari -25V atau lebih positif dari +25V juga harus dihindari karena tegangan tersebut dapat merusak line driver pada saluran RS-232.

9

IC MAX 232 mempunyai 16 kaki dengan supply tegangan sebesar 5V. Kaki ke-16 digunakan sebagai masukan tegangan (VCC) dan kaki ke-15 sebagai Ground (GND). Kaki 8 dan 13 digunakan sebagai masukan RS 232, sedangkan kaki 7 dan 14 sebagai keluaran RS 232.

2.3.2. Konfigurasi

Pin

Konektor DB 9

Standar konektor komunikasi serial RS 232 pada PC adalah 9 pin konektor

(konektor DB9) [5]. Gambar 2.4. menunjukkan konfigurasi pin konektor DB 9. Keterangan fungsi dan deskripsi pin DB9 dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1. Fungsi dan Deskripsi Pin Konektor DB9 [5] No pin Nama

sinyal Description Function

1 DCD Data Carrier Detect Saluran sinyal DCD akan diaktifkan ketika DTE mendeteksi suatu carrier dari DCE. 2 RXD Received Data Sebagai penerimaan data serial.

3 TXD Transmit Data Sebagai pengiriman data serial. 4 DTR Data Terminal Ready DTE dapat memberitahukan kesiapan

terminal. 5 GND Ground Saluran ground.

6 DSR Data Set Ready DTE memberitahukan siap melakukan komunikasi.

7 RST Request To Send DCE diminta mengirim data oleh DTE. 8 CTS Clear To Send DCE memberitahukan bahwa DTE boleh

mulai mengirim data.

9 RI Ring Indicator DCE memberitahukan ke DTE bahwa sebuah stasiun menghendaki suatu hubungan.

Piranti-piranti yang menggunakan komunikasi serial adalah : 1. Data Terminal Equipment (DTE) yaitu komputer.

10

Gambar 2.4. Konfigurasi Pin Konektor DB9 [5]

2.4.

Mikrokontroler ATMega 8535

Mikrokontroler merupakan chip cerdas yang menjadi tren dalam pengendalian dan otomatisasi, terutama dikalangan mahasiswa. Bervariasinya jenis keluarga mikrokontroler, kapasitas memori, dan berbagai fitur mikrokontroler menjadi pilihan dalam aplikasi prosesor mini untuk pengendalian skala kecil.

Mikrokontroler Alf and Vegard’s Risc processor (AVR) dari Atmel menggunakan arsitektur Reduced Instruction Set Computer (RISC) yang artinya prosesor memiliki set instruksi program yang lebih sedikit dibandingkan dengan MCS-51 yang menerapkan arsitektur Complex Instruction Set Computer (CISC) [6].

Hampir semua instruksi prosesor RISC adalah instruksi dasar (belum tentu

sederhana), sehinggga instruksi-instruksi ini umumnya hanya memerlukan 1 siklus mesin untuk menjalankan instruksi kecuali pada instruksi percabangan karena membutuhkan 2 siklus mesin. RISC biasanya dibuat dengan arsitektur Harvard, karena eksekusi instruksi selesai dikerjakan dalam satu atau dua siklus mesin, sehingga semakin cepat dan handal. Proses downloading program relatif lebih mudah karena dapat dilakukan langsung pada sistem.

Sekarang ini, AVR dapat dikelompokkan menjadi 6 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, keluarga AT90CAN, keluarga AT90PWM dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah peripheral dan fungsi, sedangkan dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan hampir sama.

11

2.4.1.

Fitur ATMega 8535

Kapabilitas detil dari ATMega 8535 adalah sebagai berikut [6]

1. Sistem Mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.

2. Kapabilitas memori Flash 8 Kb, SRAM sebesar 512 byte, dan Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM) sebesar 512 byte.

3. Analog to Digital Converter (ADC) internal 10 bit sebanyak 8 kanal. 4. Komunikasi serial dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.

5. Enam pilihan mode sleep yang dapat menghemat penggunaan daya listrik

2.4.2. Konfigurasi

Pin

ATMega 8535 terdiri atas 40 pin [6]. Konfigurasi pin dapat dilihat pada Gambar 2.5. Fungsi pin pada mikrokontroler ATMega 8535 [6]:

1. VCC merupakan pin yang berfungsi untuk input catu daya. 2. GND merupakan pinground.

3. Port A (PA0-PA7) merupakan pin Input / Output (I/O) dua arah dan pin input

ADC.

4. Port B (PB0-PB7) merupakan pin Input / Output (I/O) dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Timer/Counter, komparator analog, dan SPI.

5. Port C (PC0-PC7) merupakan pin Input / Output (I/O) dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog, dan Timer Oscilator.

12

6. Port D (PD0-PD7) merupakan pin Input / Output (I/O) dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal, dan komunikasi serial.

7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk melakukan reset pada mikrokontroler.

8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan untuk clock eksternal. 9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.

10.AREF merupakan pin masukan tegangan referensi untuk ADC.

2.4.3. Interupsi

Interupsi (interrupt) adalah suatu kejadian atau peristiwa yang menyebabkan mikrokontroler berhenti sejenak untuk melayani interupsi [6]. Jika sistem mikrokontroler sedang menjalankan program dan terjadiinterupsi, maka program akan berhenti sesaat dan melayani interupsi terlebih dahulu dengan menjalankan program yang berada pada alamat yang ditunjuk oleh vektor dari interupsi. Setelah selesai, mikrokontroler kembali

meneruskan program yang terhenti oleh interupsi tadi. Proses interupsi dapat dilihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6. Proses Interupsi [6]

2.5.

Relay

13

beberapa ratus ohm, sedangkan sumber sinyal penggerak masukan umumnya memiliki impedansi yang tinggi. Gambar relay secara fisik dan simbol relay dapat dilihat pada Gambar 2.7.

Terdapat beberapa susunan kontak relay yang semuanya secara listrik terisolasi dari rangkaian kumparan, yaitu [4]

1. Normal terbuka (Normallly open) 2. Normal tertutup (Normally close)

Gambar 2.7. Bentuk Fisik dan Simbol Relay [7]

Jika terdapat arus yang masuk melalui kumparan, maka akan terdapat induksi magnetik. Induksi magnetik inilah yang akan menarik pegas kontak untuk merubah posisi awalnya menjadi terhubung ke bagian yang diinginkan. Jika arus berhenti, maka tidak ada induksi sehingga kontak akan kembali ke posisi semula. Keuntungan dalam penggunaan

relay adalah dapat menghasilkan arus yang besar.

2.6. Triac

Triac adalah kependekan dari Triode alternating current switch atau saklar triode untuk

arus bolak-balik. Triac merupakan komponen 3 elektroda, yaitu MT1, MT2, dan gate [8].

Kaki gate berfungsi sebagai pemicu. Simbol triac dapat dilihat pada Gambar 2.8.

Jika terminal MT1 dan MT2 diberi tegangan jala-jala PLN dan gate dalam kondisi mengambang maka tidak ada arus yang dilewatkan oleh triac (kondisi idle) sampai pada tegangan ‘break over’ triac tercapai. Kondisi ini dinamakan kondisi off triac. Apabila gate

14

Kondisi ini dinamakan sebagai kondisi on triac. Apabila triac sudah on, maka triac akan dalam kondisi on selama tegangan pada MT1 dan MT2 di atas nol V. Apabila tegangan pada MT1 dan MT2 sudah mencapai nol V, maka kondisi kerja triac akan berubah dari on

ke off. Apabila triac sudah menjadi off kembali, maka triac akan selamanya off sampai ada arus trigger ke gate dan tegangan MT1 dan MT2 melebihi tegangan break over.

Karakteristik triac dapat dilihat pada Gambar 2.9.

Gambar 2.8. Simbol Triac [9]

15

2.7. Telepon Selular

Siemens C55

Telepon seluler pada umumnya menyediakan terminal I/O khusus yang digunakan untuk keperluan umum. Fungsi terminal I/Obiasanya digunakan untuk pengisian baterai, terminal handsfree, dankomunikasi data. Komunikasi data pada telepon selular bekerja secara serial dengan baud rate 19200 bps [10]. SiemensC55 memiliki pin konektor eksternal yang dapat dimanfaatkan untuk pengendalian telepon selular dari luar dengan piranti bantu mikrokontroler ataupun PC, seperti terlihat pada Gambar 2.10.

Komunikasi data antara perangkat yang akan dirancang dengan telepon selular

Siemens C55 menggunakan kabel penghubung tanpa rangkaian tambahan. Keterangan susunan pin eksternal Siemens C55 dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Gambar 2.10. Pin Eksternal Siemens C55 Tampak Bawah [10]

Tabel 2.2. Keterangan Susunan Pin Eksternal Siemens C55 [10] No

pin Nama pin Deskripsi

1 Vin Power Charging

2 Ground Saluran ground

3 Tx Data keluaran

4 Rx Data masukan

5 CTS Data line for accessory

6 RTS Data line for accessory or serial cable

7 DCD Clock line for accessory

8 Audio AP Kutub positif audio

9 No connection Tidak ada koneksi

10 Audio N Kutub negatif audio

11 Ground mic Saluran ground untuk mic

16

2.8. Hubungan Seri RLC

Gambar 2.11. menunjukkan rangkaian seri yang terdiri dari sebuah resistor, induktor, dan kapasitor [11].

Gambar 2.11. Rangkaian RLC Seri [11] Besar tegangan catu daya ditentukan dengan persamaan [11]:

IZ

V =

dengan Z adalah impedansi rangkaian, dan besarnya [11]: 2 2

) (X_L X_C R

Z = + +

dengan XL dan XC adalah reaktansi induktif dan kapasitif. Besar sudut fase dapat dihitung dengan persamaan [11]:

R X

X_L − _C

= θ

tan

dengan reaktansi induktif adalah [11]:

I V

X in

L =

Tegangan pada kapasitor besarnya [11]:

S C C xV Z X V       =

dengan reaktansi kapasitif adalah [11]:

17

2.9. Pengatur Tegangan AC

Gambar 2.12. menunjukkan rangkaian RC yang menghasilkan variasi sudut fase pada tegangan gate triac/ tegangan pada kapasitor [11]. Prinsip pengaturan tegangan pada beban adalah dengan mengatur sudut konduksi triac yang dilakukan oleh rangkaian RC. Besarnya tegangan yang masuk ke gate triac ditentukan dengan persamaan [11]:

in C C

G xV

Z X V

V 

    

= =

Gambar 2.12. Rangkaian RC Sebagai Pengendali Fase Triac [11]

2.10.

Transistor Sebagai Saklar

Transistor berfungsi sebagai saklar jika biasing dirancang untuk berada pada titik

cut-off (sumbat) dan saturasi [12]. Hal ini ditunjukkan pada Gambar 2.15. Jika sebuah transistor berada dalam keadaan saturasi, maka transistor tersebut seperti sebuah saklar yang tertutup dari kolektor ke emitter. Jika transistor tersumbat (cutoff), maka transistor seperti sebuah saklar yang terbuka, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.13.

Gambar 2.13. Kurva Garis Beban DC Transistor Sebagai Saklar [12]

18

Dengan menerapkan Hukum Ohm terhadap resistor basis, besarnya arus basis dapat dihitung dengan persamaan berikut [12]:

B BE BB B

R V V

I = − (2.8)

Gambar 2.14. Transistor Sebagai Saklar [12]

(a).Rangkaian Transistor (b).Saat Cut Off (c).Saat Saturasi

Beta DC

( )

β sebuah transistor merupakan rasio arus kolektor DC dengan arus basis DC, dapat dihitung dengan persamaan berikut [12] :

B C

I I

=

β (2.9)

Hukum tegangan Kirchhoff mengatakan bahwa jumlah tegangan pada jalur tertutup = 0. Jika diterapkan pada Gambar 2.16, Hukum tegangan Kirchhoff akan menghasilkan persamaan berikut [12] :

) ( C C CC

CE V I xR

V = − (2.10)

Arus IC maksimum (ICmax)dapat diperoleh pada saat nilai VCE = 0, sehingga besarnya arus

IC maksimum dapat diperoleh dengan persamaan sebagai berikut [12]:

C CC C

R V

I _max = (2.11)

2.11. Light Dependent Resistor

19

terkena sinar atau cahaya [9]. Apabila tidak terkena cahaya, maka nilai resistansi akan besar dan sebaliknya apabila terkena cahaya, maka nilai resistansi akan menjadi kecil. Dalam keadaan gelap, resistansi LDR sekitar 1 M dan dalam keadaan terang sebesar 1K . Karakteristik hubungan antara resistansi dan cahaya dapat dilihat pada Gambar 2.15.

LDR terbuat dari bahan cadmium selenoide atau cadmium sulfide. LDR banyak digunakan karena mempunyai ukuran kecil, murah, dan sensitivitas tinggi. Simbol dan bentuk fisik LDR dapat dilihat pada Gambar 2.16.

Gambar 2.15. Karakteristik Hubungan Antara Resistansi dan Cahaya [9]

20

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

3.1. Perancangan Sistem

Sistem yang akan dibuat adalah sistem pengendali dan pemantau beda intensitas lampu rumah menggunakan layanan SMS. Gambar 3.1. menunjukkan diagram blok alur perancangan perangkat.

Gambar 3.1. Diagram Blok Rancangan

Proses pengendalian dimulai saat subscriber, yang dalam hal ini adalah telepon seluler 1 mengirimkan SMS dengan format pengendalian melalui jaringan GSM untuk menyalakan atau mematikan lampu rumah. SMS yang diterima oleh telepon seluler 2 akan dikonversi dan dibandingkan oleh database yang ada di PC. Hasil konversi ini akan menjadi instruksi bagi mikrokontroler untuk menyalakan atau mematikan lampu. Lampu yang dikendalikan memiliki 4 level intensitas yaitu high, level 1, level 2, dan off.

Proses pemantauan secara umum adalah memeriksa keluaran sensor dan port

mikrokontroler sebagai pendeteksi keadaan level lampu. Data berupa bit-bit biner hasil pembacaan port mikrokontroler akan dikirimkan ke PC dan disimpan sebagai data

Telepon Seluler 2

Telepon Seluler 1

GSM Network

RS 232

PC

Mikrokontroler

ATMega 8535

Driver

TRIAC

Load

21

pemantauan. Jika ada permintaan dari subscriber, maka data yang telah disimpan dalam PC akan dikirimkan ke subscriber.

3.2

Identifikasi Kebutuhan Perangkat

Sistem pengendali dan pemantau beda intensitas lampu rumah melalui SMS terdiri dari beberapa perangkat utama (rangkaian) yaitu

1. Rangkaian Regulated Power Supply digunakan sebagai sumber tegangan DC. 2. Telepon seluler 1 digunakan sebagai media pengiriman perintah untuk

pengendalian lampu rumah dan penerimaan informasi hasil pemantauan.

3. Telepon seluler 2 digunakan sebagai media penerima perintah dan pengirim SMS balasan berupa informasi hasil pemantauan.

4. RS 232 digunakan agar telepon seluler dapat berkomunikasi dengan PC.

5. PC digunakan untuk database, port serial, dan mengetahui proses apa saja yang sedang berlangsung.

6. Driver relaydigunakan sebagai penguat keluaran mikrokontroler.

7. Sensor cahaya (LDR) digunakan sebagai pendeteksi keadaan lampu rumah. 8. Analog to Digital Converter (ADC) digunakan untuk mengkonversi sinyal

analog dari LDR menjadi sinyal digital yang berupa nilai biner. ADC yang digunakan adalah merupakan ADC internal dari mikrokontroler ATMega 8535. 9. Mikrokontroler ATMega 8535 digunakan untuk pengolah data dan pengendali

utama seluruh sistem.

3.3. Perancangan Perangkat Keras

Perancangan perangkat keras meliputi perancangan rangkaian driver relay, rangkaian dimmer, rangkaian komunikasi serial RS 232, rangkaian minimum sistem mikrokontroler, dan rangkaian sensor cahaya.

3.3.1.

Rangkaian

Driver Relay

22

sebesar 12V dan membutuhkan arus minimum sebesar 25mA. Gambar 3.2. menunjukkan gambar dari rangkaian driver relay yang dirancang.

VCC 12V 220 VAC

D1 1N4002 R1 16 K Q1 BC337 1 2 3 K1 RELAY 3 4 5 6 8 7 1 2 VBB

Gambar 3.2. Rangkaian Driver Relay

Nilai β transistor BC337 ditentukan sebesar 100. Dengan menggunakan nilai arus untuk menggerakkan kumparan magnetik relay sebagai nilai arus IC transistor, nilai arus IB

dapat dihitung berdasarkan persamaan (2.9) sebagai berikut: βC B I I =

IB x A x A

3 3 10 25 , 0 100 10

25 − ₌ −

=

Nilai tegangan input basis (VBB) menggunakan nilai tegangan output dari port

mikrokontroler, yaitu sebesar 5V. Dengan nilai tegangan VBB sebesar 5V, besarnya nilai resistor basis R1 dapat dihitung berdasarkan persamaan (2.8) sebagai berikut:

B BE BB I V V

R₁ = −

23 1

R dipilih sebesar 16KΩ dengan pertimbangan lebih mudah didapat di pasaran dan agar arus yang dihasilkan sedikit lebih besar dari batas minimumnya.

3.3.2. Rangkaian Komunikasi Serial RS 232

Rangkaian ini digunakan karena level tegangan TTL (Transistor-Transistor Logic) dari telepon selular GSM harus diubah ke level tegangan RS 232 pada PC. Gambar rangkaian komunikasi serial dapat dilihat pada Gambar 3.3.

VCC P1 CONNECTOR DB9 5 9 4 8 3 7 2 6 1 U1 MAX232A 13 8 11 10 1 3 4 5 2 6 12 9 14 7 16 15 R1IN R2IN T1IN T2IN C+ C1-C2+ C2-V+ V-R1OUT R2OUT T1OUT T2OUT VCC GND C1 1u C2 1u C3 1u C4 1u J1 telepon seluler 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Gambar 3.3. Rangkaian Komunikasi Serial

Nilai kapasitor C₁,C₂,C₃ dan C₄ sebesar 1 uF sesuai dengan datasheet. Perancangan ini hanya menggunakan 3 pin dari 9 pin yang ada pada konektor DB 9, yakni

pin 2 (Receive/RX), pin 3 (Transmitted/TX), dan pin 5 (Ground/GND).

3.3.3.

Rangkaian

Dimmer

Rangkaian dimmer menggunakan triac sebagai saklar otomatis. Lampu yang dikendalikan memiliki 4 level intensitas yaitu on dengan kondisi high, level 2, level 1, dan

off. Triac dipicu dengan cara memberikan arus pada gate. Jika tegangan yang masuk pada

24

Berdasarkan datasheet, tegangan break over yang diperlukan untuk memicu triac adalah sebesar 1,5V. Jika nilai kapasitor ditentukan sebesar 1µF dan frekuensi sumber 50Hz, maka nilai resistansi kapasitif dapat diketahui dari persamaan (2.6) yaitu:

fc X_C π 2 1 =

(

₆

)

10 1 50 2 1 − = x Hzx x π

=3184,713Ω

Tegangan sumber yang digunakan adalah 220 V, sehingga berdasarkan persamaan (2.5)

didapatkan: C _in C xV Z X V       = Z V

V 3184,713

220 5 ,

1 ₌

Z =467091,24Ω

Pada perancangan ini, lampu yang digunkan adalah lampu bohlam 100W dan memerlukan

tegangan sumber 220V. maka arus yang dibutuhkan pada kondisi normal adalah sebesar:

mA I V W I V P I VI P 54 , 454 220 100 = = = =

Reaktansi dari lampu dapat dihitung dengan persamaan (2.4) yaitu sebesar:

I V

XL = in

A x V 3 10 54 , 454 220 − =

=484Ω

Rangkaian dalam Gambar 3.4. merupakan rangkaian seri RLC, sehingga besarnya nilai RG

25

(

)

2

2

C L

G Z X X

R = − +

=

(

467091,24

) (

2 − 484+3184,713

)

2 =467,076KΩ

Nilai RG maksimum untuk memicu triac adalah sebesar 467KΩ_.

RG Q2 TRIAC C1 1uF V1 AC 220V 1 2 Lampu

Gambar 3.4. Rangkaian Dasar Dimmer

12V

12V

12V

K1

RELAY SPDT

3 5 4 1 2 K2

RELAY SPDT

3 5 4 1 2 K3 3 5 4 1 2 R1 180K R2 200k R3 56K C1 CAP V1 SIGNAL AC 1 2 DS1 LAMP 1 2 Q2 BC337 1 2 3 Q3 BC337 1 2 3 Q4 BC337 1 2 3 D2 1N4002 1 2 D3 1N4002 1 2 D4 1N4002 1 2 16K 16K 16K R7 56K R8 120 R9 20K Q1 TRIAC Port Mikrokontroler Port Mikrokontroler Port Mikrokontroler

26

3.3.4. Rangkaian

Minimum

Sistem Mikrokontroler

Minimum sistem mikrokontroler berfungsi sebagai media interface dan pemrosesan data antara PC dan unit I/O. Rangkaian minimum sistem mikrokontroler dapat dilihat pada Gambar 3.6. PortB.0 – portB.2 digunakan sebagai pengendali lampu, portD.0 dan portD.1 digunakan sebagai masukan dari RS 232. Lampu ke 2,3, dan 4 menggunakan portB.3-B.5,

portC.0-C.2, dan portC.3-C.5.

VCC VCC 5V VCC 5V 5V 12V 12V 12V R2 LDR R1 1M U4 ATMega 8535 19 20 18 1 3 23 22 21 1 2 9 10 11 31 14 15 16 17 40 39 38 37 36 35 34 33 32 30 29 28 27 26 25 24 1 2 3 4 5 6 7 8 PD 5 PD 6 PD 4 X T A L

1 PC 1 PC 0 PD 7 X T A L 2 RESET VCC GND GND2 PD 0 PD 1 PD 2 PD 3 PA 0 PA 1 PA 2 PA 3 PA 4 PA 5 PA 6 PA 7 AREF AVCC PC 7 PC 6 PC 5 PC 4 PC 3 PC 2 PB 0 PB 1 PB 2 PB 3 PB 4 PB 5 MOSI PB 8 MSO PB 7 SCK

V1 SIGNAL AC 1 2 Q2 BC337 1 2 3 Q3 BC337 1 2 3 Q4 BC337 1 2 3 D2 1N4002 1 2 D3 1N4002 1 2 16K 16K 16K K1

RELAY SPDT

3 5 4 1 2 K2

RELAY SPDT

3 5 4 1 2 K3 3 5 4 1 2 R1 180K R2 200k R3 56K C1 CAP DS1 LAMP 1 2 D4 1N4002 1 2 330 R7 56K R8 120 R9 20K Q1 TRIAC C3 1u C1 1u U1 MAX232A 13 8 11 10 1 3 4 5 2 6 12 9 14 7 16 15 R1IN R2IN T1IN T2IN C+ C1-C2+ C2-V+ V-R1OUT R2OUT T1OUT T2OUT VCC GND C4 1u C2 1u C5 10u R5 10K SW1

SW KEY-Y M061

1 2 + -U5 LM 741 3 2 6 P1 CONNECTOR DB9 5 9 4 8 3 7 2 6 1

Gambar 3.6. Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler

3.3.5. Rangkaian Sensor Cahaya

27

high, level 1, level 2, dan off. Prinsip rangkaian ini adalah pembagi tegangan. Resistor R1 besarnya adalah 1M digunakan sebagai referensi. Tegangan yang masuk ke rangkaian

buffer merupakan tegangan LDR yang nilai resistansinya berubah-ubah sesuai dengan keadaan lampu. Rangkaian buffer digunakan supaya tegangan keluaran rangkaian sensor cahaya stabil.

ADC mikrokontroler ATMega 8535 merupakan ADC dengan maksimal jumlah bit adalah 10 bit, tetapi pada perancangan digunakan 8 bit ADC. Tegangan rangkaian ini dikonversi oleh ADC menjadi 256 level (28). Pengaturan bit-bit biner dari 256 level yang ada dilakukan melalui program pada mikrokontroler. Setiap kenaikan 1 bit biner menandakan kenaikan tegangan sebesar:

256 3V level

Vport ₌

=11,72mV

Saat lampu dalam keadaan off, resistansi LDR berkisar antara 750K sampai 1M. Besar

resistansi ini akan dikonversi dalam level tegangan yang besarnya > 2V. Level tegangan ini

akan diubah oleh ADC mikrokontroler menjadi bit-bit biner dengan ketentuan:

mV V mV

tegangan level

72 , 11

1 72

,

11 = = 85 level bit biner

Hasil konversi level tegangan > 2V yaitu antara bit biner 00000000-01010101. Konversi

level tegangan yang lain dapat dilihat pada Tabel 3.1.

5V

R1

1M

R2 LDR

+

-U1

LM741

3

2

6

7 1

4 5

PortA.0

28

Tabel 3.1. Konversi Level Tegangan

Resistansi LDR Tegangan Bit Biner Keadaan Lampu

> 750K > 2V 00000000-01010101 off

500K ≤ R ≤ 750K 1V-2V 01010110-10001110 On level 1 250K ≤ R ≤ 500K 0,5V-1V 10001111-11000111 On level 2

< 250K < 0,5V 11001000-1111111 On high

3.4.

Format SMS yang Digunakan

Format SMS yang digunakan dalam proses pengendalian dan pemantauan adalah: 1. lp1high

2. lp1lv2 3. lp1lv1 4. lp1off 5. lp2high 6. lp2lv2 7. lp2lv1 8. lp2off 9. lp3high

10.lp3lv2 11.lp3lv1 12.lp3off 13.lp4high 14.lp4lv2 15.lp4lv1 16.lp4off 17.pantau

3.5.

Perancangan Perangkat Lunak

Dalam perancangan alat ini, flowchart digunakan sebagai logika sistem pengendalian dan pemantauan. Flowchart sistem dibagi menjadi 2 yaitu flowchart pada sistem PC dan pada sistem mikrokontroler. Perancangan perangkat lunak menggunakan BASCOM AVR sebagai bahasa program mikrokontroler. BASCOM AVR adalah program yang menggunakan bahasa basic yang ringkas dan dirancang untuk compiler bahasa mikrokontroler AVR.

3.5.1.

Flowchart

Utama PC

Flowchart utama PC dapat dilihat pada Gambar 3.8. Ada beberapa sub-routine

dalam program utama PC yaitu sub-routine konfirmasi kesalahan, dan sub-routine

29

30

Sub-routine konfirmasi kesalahan digunakan untuk laporan ke subscriber bahwa nomor dan format SMS salah sehingga subscriber dapat mengirim SMS kembali dengan nomor dan format yang sesuai. Sub-routine pemantauan digunakan untuk mengirimkan data hasil pemantauan sensor mengenai keadaan lampu.

3.5.2.

Sub-Routine

Konfirmasi Kesalahan

Jika nomor dan format SMS yang masuk ke PC tidak sesuai dengan database yang ada, maka subscriber akan menerima konfirmasi kesalahan nomor dan format. Sub-routine

konfirmasi kesalahan dapat dilihat pada Gambar 3.9.

Gambar 3.9. Sub-Routine Konfirmasi Kesalahan

3.5.4.

Sub-Routine

Pemantauan

31

Gambar 3.10. Sub-Routine Pemantauan

3.5.5.

Flowchart

Utama Mikrokontroler

Secara umum, diagram alir flowchart utama mikrokontroler dari pengendali dan pemantau beda intensitas lampu rumah menggunakan SMS dapat dilihat pada Gambar 3.11.

Gambar 3.11. Flowchart Utama Mikrokontroler

32

berupa format untuk pengendalian atau format pemantauan. Jika format yang masuk adalah pengendalian, maka proses berikutnya adalah masuk ke sub-routine kendali lampu. Jika format yang masuk adalah pemantauan, maka akan dilakukan pembacaan keadaan lampu dengan cara membaca sensor dan port mikrokontroler guna memastikan keadaan lampu sudah sesuai dengan perintah yang diberikan. Setelah itu mikrokontroler mengirim data hasil pemantauan ke PC.

3.5.6.

Sub-Routine

Kendali

Pada diagram alir program utama terdapat sub-routine yaitu sub-routine kendali.

Sub-routine kendali dapat dilihat pada Gambar 3.12.

33

Sub-routine kendali berisi proses pengendalian beda intensitas lampu. Proses yang terjadi dalam sub-routine kendali adalah pengecekan format SMS (on/off lampu), pengecekan mengenai intensitas lampu (high, level 1, level 2, off), dan pengecekan mengenai lampu yang akan dikendalikan (lampu 1 – lampu 4). Jika subscriber meminta hasil pemantauan, maka akan dilakukan pemantauan terhadap sensor dan port

34

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi gambar fisik alat yang dibuat, pengujian rangkaian, pengambilan data, pembahasan tentang data yang diperoleh, dan program yang digunakan baik program di PC atau program di mikrokontroler. Data yang diambil ada 2 macam yaitu data utama dan data pendukung. Data utama berisi keakurasian antara SMS yang dikirim dengan hal yang terjadi pada alat yang dibuat, sedangkan data pendukung berisi nilai tegangan dari tiap blok pada diagram blok yang ditunjukkan pada Gambar 3.1.

4.1. Gambar Fisik Alat

Alat yang dibuat terdiri dari minimum sistem mikrokontroler, regulator tegangan, Rangkaian MAX 232, dan rangkaian driver relay. Gambar fisik alat secara keseluruhan dapat pada Gambar 4.1. Gambar rangkaian secara detail dapat dilihat pada Gambar 4.2.-4.5. Rangkaian sensor cahaya tidak tampak pada Gambar 4.1. karena menempel pada box

lampu.

35 Keterangan:

1. Rangkaian Driver Relay

2. Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler 3. Rangkaian MAX 232

4. Rangkaian Regulator Tegangan 5. Trafo 5A

6. Rangkaian Regulator Tegangan 7. Kabel Serial

Gambar 4.2. Rangkaian Driver Relay

36

Gambar 4.4. Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler

Gambar 4.5. Rangkaian Sensor

4.2.

Pengujian SMS Pengendalian dan Pemantauan Lampu

37

Gambar 4.6. Layout Menu Utama Saat Isi SMS “lp1lv1”

Saat SMS berikutnya berisi format “lp1high”, maka port B.0 bernilai 0V dan port

B.2 bernilai 2,94V. Tegangan ini digunakan untuk menyalakan rangkaian driver relay lampu 1 dengan pilihan nilai resistor paling kecil yaitu 76k . Lampu 1 yang semula menyala dengan intensitas level 1 berganti dengan intensitas high. Setelah lampu 1 menyala dengan intensitas high, mikrokontroler memberikan feedback variabel “d” yang berarti tampilan keterangan pada layout Visual Basic berubah menjadi “lampu 1 on level high”. Selanjutnya subscriber akan menerima keterangan Lampu 1 onlevelhigh.

38

Sistem ini berlaku untuk semua level lampu dari lampu 1 sampai lampu 4. Hasil pengujian SMS untuk pengendalian dan pemantauan lampu dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Layout menu utama saat isi SMS “lp1high” dapat dilihat pada Gambar 4.7. dan balasan ke subscriber dapat dilihat pada Gambar 4.8.

Gambar 4.8. Balasan ke Subscriber

Tabel 4.1. Hasil Pengujian SMS Untuk Pengendalian dan Pemantauan Lampu

Format SMS Port yang On Nilai Tegangan

Keterangan

Layout dan SMS ke Subscriber

Keadaan Lampu

lp1lv1 B.0 2,93V lampu 1 onlevel 1 Lampu 1 menyala

level 1

lp1lv2 B.1 2,93V lampu 1 onlevel 2 Lampu 1 menyala

level 2

lp1high B.2 2,94V lampu 1 onlevel

high

Lampu 1 menyala level high

lp1off B 0V lampu 1 off Lampu 1 mati

lp2lv1 B.3 2,93V lampu 2 onlevel 1 Lampu 2 menyala

level 1

lp2lv2 B.4 2,92V lampu 2 onlevel 2 Lampu 2 menyala

39

Tabel 4.1.(lanjutan) Hasil Pengujian SMS Untuk Pengendalian dan Pemantauan Lampu

Format SMS Port yang On Nilai Tegangan

Keterangan

Layout dan SMS ke Subscriber

Keadaan Lampu

lp2high B.5 2,96V lampu 2 onlevel

high

Lampu 2 menyala level high

lp2off B 0V lampu 2 off Lampu 2 mati

lp3lv1 C.0 2,95V lampu 3 on level 1 Lampu 3 menyala

level 1

lp3lv2 C.1 2,93V lampu 3 on level 2 Lampu 3 menyala

level 2

lp3high C.2 2,93V lampu 3 onlevel

high

Lampu 3 menyala level high

lp3off C 0V lampu 3 off Lampu 3 mati

lp4lv1 C.3 2,94V lampu 4 onlevel 1 Lampu 4 menyala

level 1

lp4lv2 C.4 2,94V lampu 4 onlevel 2 Lampu 4 menyala

level 2

lp4high C.5 2,93V lampu 4 on level

high

Lampu 4 menyala level high

lp4off C 0V lampu 1 off Lampu 4 mati

pantau Sesuai dengan keadaan awal

Sesuai dengan keadaan awal

Semua keadaan terakhir dari

lampu

Semua keadaan terakhir dari lampu

40

4.3.

Pengujian Rangkaian MAX 232

Komunikasi serial (rangkaian MAX 232) merupakan media pengiriman dan pertukaran data intruksi dari program PC ke rangkaian minimum sistem dan sebaliknya. Pengujian koneksi komunikasi serial menggunakan hyperterminal.

Proses pada program PC dan mikrokontroler diwakili oleh beberapa variabel. Variabel-variabel tersebut merepresentasikan suatu perintah dan feedback tertentu. Bila koneksi antara PC dengan mikrokontroler terhubung dengan baik, maka mikrokontroler akan menerima respon dan memberikan feedback sesuai dengan program pada mikrokontroler. Gambar hasil pengujian menggunakan Hyperterminal dapat dilihat pada Gambar 4.9.

Ketika mikrokontroler menerima perintah yang dilakukan dengan cara memberikan masukan dari keyboard berupa variabel “a” (ASCII=97), maka mikrokontroler memberikan feedback variabel “d” (lihat lampiran listing program mikrokontroler). Hasil pengambilan beberapa data dari rangkaian MAX 232 dapat dilihat pada Tabel 4.2. Tabel 4.2. menunjukkan bahwa komunikasi serial berjalan dengan baik.

41

Tabel 4.2. Hasil Pengambilan Beberapa Data dari Rangkaian MAX 232 No Masukan dari keyboard PC Feedback dari Mikrokontroler

1 a d

2 d p

3 f n

4 g o

5 h p

6 m mm

7 o oo

8 q z

4.4.

Pengujian Rangkaian Sensor

Rangkaian sensor digunakan untuk mengetahui keadaan lampu yang dikendalikan. Proses pembacaan 4 level intensitas lampu yang dilakukan oleh LDR tidak sesuai dengan perancangan. Karena ketidakakuratan pembacaan resistansi lampu, menyebabkan pembacaan level tegangan oleh rangkaian sensor kadang-kadang bergeser 1 level di bawahnya.

Sebagai contoh, ketika lampu menyala dengan level high, pembacaan tegangan LDR berkisar antara 0-2,6 mV. Data tersebut kurang sesuai dengan perancangan yang seharusnya berada pada rentang 0-3V. Hal itu disebabkan karena tidak terantisipasinya perancangan, sehingga mengakibatkan pembacaan level tegangan tidak sesuai dengan perancangan. Hasil pengujian rangkaian sensor saat berdiri sendiri (tidak digabungkan ke sistem) ataupun saat digabungkan dengan sistem menghasilkan nilai yang sama seperti tampak pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Rangkaian Sensor

No Lampu Level Vout Perancangan (V) Vout Rangkaian Sensor(V)

1 off > 2 0

2 1 1 1-2 0,0024

3 2 0,5-1 0,0019

42

Tabel 4.3.(lanjutan) Hasil Pengujian Rangkaian Sensor

No Lampu Level Vout Perancangan (V) Vout Rangkaian Sensor (V)

1 off > 2 0

2 2 1 1-2 0,0024

3 2 0,5-1 0,0017

4 High < 0,5 0,0004

1 off > 2 0

2 3 1 1-2 0,0026

3 2 0,5-1 0,0017

4 High < 0,5 0,0004

1 off > 2 0

2 4 1 1-2 0,0024

3 2 0,5-1 0,0017

4 High < 0,5 0,0002

Tabel 4.3. menunjukkan bahwa rangkaian sensor yang telah dibuat kurang berjalan dengan baik, karena tidak sesuai dengan perancangan. Sehingga dalam sistem ini tidak menggunakan sensor melainkan menggunakan pembacaan port mikrokontroler seperti telah dijelaskan pada pengujian SMS pengendalian dan pemantauan lampu.

4.5.

Pengujian Rangkaian

Dimmer

Pengujian terhadap rangkaian dimmer dilakukan dengan melakukan pengukuran tegangan terminal Gate (VG) dari Triac. Dari hasil pengukuran, data yang diperoleh

dicantumkan pada Tabel 4.4.

Tabel 4.4. Hasil Pengukuran Rangkaian Dimmer

Parameter Hasil Pengukuran (V) Hasil Perhitungan Teoritis (V)

VG 1,38 1,5

Hasil pengujian pada Tabel 4.4. menunjukkan bahwa nilai VG alat yang dibuat

43

4.6. Program PC

Langkah awal dalam menjalankan alat yang dibuat adalah menjalankan program PC yang dibuat dengan Visual Basic. Listing program PC akan dijelaskan di bawah ini.

Program PC yang digunakan terdiri dari program untuk menjalankan layout dan

database program. Database digunakan untuk merekam SMS yang masuk dan membandingkan data yang masuk, baik nomor pengirim ataupun format SMS. Di bawah ini akan dijelaskan program yang digunakan pada perancangan alat.Saat memulai program,

form 4 akan muncul. Form ini berisi tombol-tombol (commandbutton) yang digunakan untuk menjalankan form 1 sampai form 3. Ada 4 tombol pada form 4 yaitu Main Menu, Add Number, Add Format, dan Exit. Form 4 dapat dilihat pada Gambar 4.10.

Gambar 4.10. Form 4

4.6.1. Main Menu

Saat tombol Main menu ditekan, maka akan muncul form 1. Form 1 merupakan

44

Gambar 4.11. Form 1

Saat tombol Mulai ditekan, jika ada SMS masuk, maka jumlah inbox akan bernilai sesuai dengan jumlah SMS yang ada pada telepon seluler. Saat ada SMS masuk, nomor pengirim dan isi SMS akan ditampilkan pada menu utama. Jika nomor pengirim atau isi SMS tidak sesuai, maka akan muncul keterangan tidak sesuai disebelah nomor pengirim dan isi SMS serta keterangan mengenai kesalahan nomor atau kesalahan format. Selanjutnya keterangan kesalahan nomor/format akan dikirim ke subscriber seperti tampak pada Gambar 4.12. Form 1 saat ada kesalahan nomor dan format dapat dilihat pada Gambar 4.13. dan 4.14.

45

Gambar 4.13. Form 1 Saat Ada Kesalahan Nomor

Gambar 4.14. Form 1 Saat Ada Kesalahan Format

46

Gambar 4.15. Form 1 Saat Tidak Ada Kesalahan Nomor dan Format

Ketika nomor dan isi SMS sudah sesuai dengan database, maka PC mengirim perintah yang diwakili oleh variabel-variabel ke mikrokontroler. Proses pengiriman perintah dilakukan melalui kabel serial yang dihubungkan pada COM 2 PC. Sebelum dilakukan proses pengiriman variabel, port serial dibuka terlebih dahulu, sehingga memungkinkan data diterima mikrokontroler. Proses membuka port serial dilakukan dengan pemrograman Visual Basic seperti tampak pada program di bawah ini.

Private Sub Buka2() MSComm1.CommPort = 2

MSComm1.Settings = "9600,N,8,1" MSComm1.InputLen = 1

MSComm1.DTREnable = True MSComm1.RTSEnable = True MSComm1.RThreshold = 1 MSComm1.PortOpen = True End Sub

Pengaturan port serial (MSComm1.Settings) ditentukan sebagai berikut: 1. Kecepatan transmisi data (baudrate) port serial ditentukan di 9600 bps 2. N (none) menunjukkan tidak ada paritas yang digunakan.

47

Setelah variabel terkirim ke mikrokontroler dan diproses untuk mengendalikan atau memantau lampu, mikrokontroler mengirimkan feedback berupa variabel yang merepresentasikan suatu keterangan mengenai keadaan lampu ke port serial. Variabel tersebut akan diambil oleh Visual Basic dan keterangan mengenai keadaan lampu akan ditampilkan pada form 1. Program untuk mengambil data variabel dapat dilihat di bawah ini.

Private Sub MSComm1_OnComm() Dim strInput As String

Select Case MSComm1.CommEvent Case comEvReceive

Do

strInput = MSComm1.Input

Text10.Text = Text10.Text + strInput Loop Until strInput = Chr$(10)

Text10.Text = Left(Text10.Text, Len(Text10.Text) - 2) End Select

If Text10.Text = "a" Then

Text6.Text = "lampu 1 on level high" Text7.Text = "lampu 2 on level high" ElseIf Text10.Text = "b" Then Text6.Text = "lampu 1 on level high" Text7.Text = "lampu 2 on level 2" ElseIf Text10.Text = "c" Then

Text6.Text = "lampu 1 on level high" Text7.Text = "lampu 2 on level 1" ElseIf Text10.Text = "d" Then Text6.Text = "lampu 1 on level high" Text7.Text = "lampu 2 off"

End If

Kirim_kontrol Text10.Text = "" End Sub

Proses selanjutnya adalah mengirim keterangan mengenai keadaan lampu ke

subscriber. Proses pengiriman keterangan dapat dilihat pada program di bawah ini. Private Sub kirim_kontrol1()

Dim kirim As String

kirim = "INSERT INTO outbox (DestinationNumber,TextDecoded) VALUES" + "('" & Text11.Text & "','" & Text6.Text & " ')"

48

Sebagai contoh ketika mengirimkan SMS “lp1lv1” dan “lp2high”. Tampilan keterangan lampu ke telepon seluler subscriber dapat dilihat pada Gambar 4.16. Data-data hasil pengujian di atas menunjukkan bahwa program berjalan dengan baik.

Gambar 4.16. Tampilan Keterangan di Telepon Seluler Subscriber

4.6.2. Add Number

Saat tombol Add Number ditekan, maka akan muncul form 2. Form 2 digunakan untuk menambah atau mengurangi database nomor pengirim SMS yang diijinkan untuk mengendalikan alat. Tujuan dari form ini adalah mempermudah subscriber saat ganti nomor karena alasan apapun sehingga tidak perlu mengubah isi program. Tampilan form 2 dapat dilihat pada Gambar 4.17.

49

Tombol Tambah digunakan untuk menambah database nomor. Database nomor pada Visual Basic disimpan dalam dataenvironment 2. Setelah tombol Tambah ditekan,

subscriber dapat menuliskan nomor yang akan ditambah ke dalam database.

Gambar 4.18. Form 2 Saat Menambah Nomor

Tombol Simpan digunakan untuk menyimpan database nomor yang baru saja ditambahkan, sedangkan tombol Hapus digunakan untuk mengurangi database nomor. Sebagai contoh tampilan form 2 saat menambah nomor “+6285643378000” dapat dilihat pada Gambar 4.18.

Tombol-tombol di bawah Nomor User digunakan untuk melihat nomor-nomor yang telah disimpan dalam database. Saat tombol Pertama ditekan, maka teks Nomor User

akan terisi nomor yang pertama kali disimpan dalam database. Tombol Sebelumnya digunakan untuk melihat nomor-nomor