Sistem pengendali dan pemantau suhu ruangan pada sistem otomasi rumah menggunakan layanan SMS = Air conditioner controlling and monitoring for home automation system using SMS - USD Repository

i

TUGAS AKHIR

SISTEM PENDINGIN DAN PEMANTAU SUHU RUANGAN PADA

SISTEM OTOMASI RUMAH MENGGUNAKAN LAYANAN SMS

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

VICIMUS BONAFIDE NIM : 0551140016

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

FINAL PROJECT

AIR CONDITIONER CONTROLLING AND MONITORING FOR

HOME AUTOMATION SYSTEM USING SMS

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

In Electrical Engineering Study Program

By :

VICIMUS BONAFIDE NIM : 0551140016

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, 30 Agustus 2010

vii

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

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

Nomor Mahasiswa : 055114016

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

SISTEM PENDINGIN DAN PEMANTAU SUHU RUANGAN PADA SISTEM OTOMASI RUMAH MENGGUNAKAN LAYANAN 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, 30 Agustus 2010

INTISARI

Perangkat elektronik di rumah biasanya digunakan untuk mendukung kenyamanan maupun keamanan penghuni. Perangkat-perangkat elektronik tidak semuanya bersifat otomatis, sehingga masih diperlukan pengoperasian secara manual dan dari jarak yang dekat. Salah satu perangkat yang mendukung kenyamanan di dalam rumah adalah pendingin ruangan. Tingginya mobilitas manusia membuat seseorang semakin sering meninggalkan rumah mereka untuk jangka waktu tertentu. Mobilitas manusia yang tinggi menimbulkan kesulitan dalam pengaturan perangkat-perangkat elektronik di rumah. Salah satu solusi agar dapat mengendalikan suatu perangkat dari jarak jauh adalah menggunakan sistem pengendali melalui SMS.

Sistem pengendalian melalui SMS akan membantu user dalam mengendalikan suhu ruangan saat berada di luar rumah. Penelitian ini memberikan solusi kendali jarak jauh untuk memberikan kemudahan kepada user. Sistem pengendalian dan pemantauan suhu ruangan ini menggunakan SMS pada jaringan GSM dan minimum sistem. SMS digunakan sebagai media pengiriman pesan yang berisi format untuk mengendalikan dan memantau suhu ruangan. Minimum sistem berfungsi untuk melakukan proses pengendalian dan pemantauan saat terdapat SMS dari user.

Sistem pengendali dan pemantau suhu ruangan menggunakan SMS sudah berhasil dibuat. 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 suhu ruangan sudah sesuai. Suhu ruangan yang diinginkan dapat dicapai dan distabilkan oleh sistem.

ix

ABSTRACT

Home electronic appliances is usually used to support user convenience and security. Because not all the electronics is working automatic, so user must operate this electronic appliances manually. One of those electronic appliances is room air conditioner. Human mobility that increase so high, make people often left their house. The high human mobility made people difficult to control electronic appliances in their house. The remote control solution is provides by system controlling using SMS.

Controlling system using SMS will help user to control the room temperature when the user is not in home. This research provides remote control solution to make user easier in controlling electronic appliances. This controlling and monitoring room temperature system is using SMS in GSM network and in the minimum system. The SMS is used to transmit formatted messages to controlling and monitoring room temperature. Minimum system is used to doing controlling and monitoring process when user transmitting SMS.

Controlling and monitoring system was successfully made. Controlling and monitoring process by transmitting SMS working good. Incoming SMS is well proceed by the minimum system, so the accurate level of the transmitted order with the room temperature is matched. The ordered room temperature, could be established and stabilized by the system.

KATA PENGANTAR

Puji syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala karunia-Nya sehingga tugas akhir dengan judul “Sistem Pendingin dan Pemantau Suhu Ruangan Pada Sistem Otomasi Rumah Menggunakan Layanan 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 Agustinus Bayu Primawan, S.T., M.Eng., dan Ibu Bernadeta Wuri Harini, 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 Vidi Agiorno Metupawan, S.Farm., Apt., Vivo Addio Sukayamo, S.T., dan Vini Namomatha, S.T., serta semua keluarga yang telah memberikan semangat dan dukungan dalam penyelesaian tugas akhir ini. 6. Teman-teman seperjuangan: Agustinus Mahsisa Agni, Albertus Datu Setyowidi,

Roy Kurniawan, S.T., Stefanus Pandu, Aldo Christian, dan Rolando atas kebersamaan selama ini; Christian Novianto, S.T., Yohanes Kuncoro, S.T., dan Johfines atas diskusi selama ini; dan teman-teman angkatan 2005 untuk kebersamaan dan dukungannya.

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

xi

lebih lanjut oleh peneliti lain sehingga tulisan ini dapat lebih bermanfaat bagi perkembangan Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Yogyakarta 30 Agustus 2010 Peneliti,

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 AKADEMI... vii

INTISARI ... ... viii

ABSTRACT ... ... ix

KATA PENGANTAR ... ... x

DAFTAR ISI ... ... xii

DAFTAR GAMBAR ... ... xv

DAFTAR TABEL ... ... xviii

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... ... 1

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian ... ... 2

1.3. Pembatasan Masalah ... ... 2

1.4. Metodologi Penelitian ... ... 3

1.5. Sistematika Penulisan ... ... 4

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

2.2. Short Message Service ... ... 7

2.3. SMS Gateway ... ... 8

2.4. Gammu ... ... 9

2.5. SoftwareXAMPP ... ... 9

2.6. Mikrokontroler ATMega 8535 ... ... 10

2.6.1. Konfigurasi Pin ATMega 8535 ... ... 11

2.6.2. Analog to Digital Converter Mikrokontroler ATMega 8535... 12

2.7. Komunikasi Data Serial ... ... 13

xiii

2.7.2. Serial Port Personal Computer ... ... 14

2.8. Telepon Seluler Siemens ... ... 15

2.9. Sensor Suhu LM35... 16

2.10. Opamp Sebagai Penguat Non-Inverting ... ... 17

2.11. Transistor Sebagai Saklar ... ... 18

2.12. Relay... 19

2.13. Triac... 20

2.14. Rangkaian Seri RLC... 22

BAB III: RANCANGAN PENELITIAN 3.1. Perancangan Sistem ... ... 24

3.2. Perancangan Perangkat Keras ... ... 25

3.2.1. Model Ruangan dan Penempatan Perangkat Pendingin . ... 26

3.2.2. Rangkaian Komunikasi Serial RS 232 ... ... 26

3.2.3. Rangkaian Pengkondisi Sinyal ... ... 27

3.2.4. Rangkaian Driver Relay ... ... 28

3.2.5. Rangkaian Penggerak Kipas ... ... 29

3.2.6. Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ... ... 31

3.3. Perancangan Perangkat Lunak ... ... 32

3.3.1. Perancangan Program Pada Mikrokontroler ... ... 32

3.3.1.1 Subroutine Kontrol Pendingin ... ... 33

3.3.2. Perancangan program pada Personal Computer ... ... 35

3.3.2.1 Subroutine Periksa Syarat ... ... 37

3.3.2.2 Subroutine Konfirmasi Kesalahan ... ... 38

3.3.2.3 Subroutine Pemantauan ... ... 39

3.3.2.4 Subroutine Hentikan Pengendali ... ... 39

3.3.2.5 Rancangan Database ... ... 40

BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Gambar Fisik Hardware ... ... 43

4.2. Pengujian SMS Sistem ... ... 45

4.3. Pengujian Waktu Stabil Suhu ... ... 50

4.4. Pengujian Sistem Minimum Mikrokontroler ... ... 50

4.5. Pengujian Rangkaian Max232 ... ... 52

4.6. Pengujian Rangkaian Sensor dan Pengkondisi Sinyal ... ... 54

4.8. Pengujian Rangkaian Penggerak Kipas ... ... 56

4.9. Pembahasan Database ... ... 56

4.10. Pembahasan Program PC ... ... 58

4.10.1. MainMenu……….………... 59

4.10.2.User Data……….………... 66

4.10.3.Format SMS ……….………... 67

4.10.4.Exit... 68

4.11.Pembahasan Program Mikrokontroler... 68

BAB V: KESIMPULAN 5.1. Kesimpulan ... 71

5.2. Saran ... 72

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Model Sistem ... ... 3

Gambar 2.1. Arsitektur jaringan GSM ... ... 5

Gambar 2.2. Diagram blok proses pengiriman SMS ... ... 7

Gambar 2.3. Aplikasi teknologi yang menunjang SMS Gateway ... ... 8

Gambar 2.4. Konfigurasi pin IC ATMega 8535... ... 11

Gambar 2.5. Konfigurasi pin IC MAX 232 ... ... 14

Gambar 2.6. Konfigurasi pin konektor DB9 ... ... 15

Gambar 2.7. Pin eksternal Siemens C55 ... ... 16

Gambar 2.8. Bentuk fisik LM35... ... 17

Gambar 2.9. Op-amp ... ... 17

(a) Simbol op-amp ... ... 17

(b) Rangkaian pengganti op-amp ... ... 17

Gambar 2.10. Rangkaian penguat non-inverting ... ... 18

Gambar 2.11. Kurva garis beban DC transistor sebagai saklar ... ... 18

Gambar 2.12. Transistor sebagai saklar ... ... 19

(a) Rangkaian transistor ... ... 19

(b) Saat Cut Off ... ... 19

(c) Saat Saturasi ... ... 19

Gambar 2.13. Bentuk fisik Relay ... ... 19

Gambar 2.14. Simbol triac ... ... 20

Gambar 2.15. Karakteristik triac ... ... 21

Gambar 2.16. Rangkaian sederhana pemakaian Triac ... ... 22

Gambar 2.17. Rangkaian triac sebagai pengendali fase ... ... 22

Gambar 2.18. Rangkaian RLC seri... ... 22

Gambar 3.1. Diagram blok sistem ... ... 25

Gambar 3.2. Model ruangan dan penempatan perangkat pendingin ... ... 26

Gambar 3.3. Rangkaian komunikasi serial ... ... 26

Gambar 3.4. Rangkaian penguat non-inverting ... ... 27

Gambar 3.5. Rangkaian driverrelay ... ... 28

Gambar 3.7. Rangkaian penggerak kipas AC dengan 3 level putaran ... ... 31

Gambar 3.8. Rangkaian sistem minimum Mikrokontroler ... ... 32

Gambar 3.9. Diagram alir utama program Mikrokontroler ... ... 33

Gambar 3.10. Diagram alir subroutine Kontrol Pendingin ... ... 34

Gambar 3.11. Diagram alir utama program pada PC ... ... 36

Gambar 3.12. Diagram alir subroutine Periksa Syarat ... ... 37

Gambar 3.13. Diagram alir Konfirmasi Kesalahan ... ... 38

Gambar 3.14. Diagram alir subroutine Pemantauan ... ... 39

Gambar 3.15. Diagram alir subroutine Hentikan Pengendali ... ... 40

Gambar 4.1. Hardware sistem... ... 43

Gambar 4.2. Rangkaian driverrelay ... ... 44

Gambar 4.3. Rangkaian penguat ... ... 44

Gambar 4.4. Sensor LM35 ... ... 45

Gambar 4.5. Rangkaian sensor dan rangkaian penguat ... ... 45

Gambar 4.6. Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ... ... 45

Gambar 4.7. Tampilan form Main Menu saat terdapat SMSpengontrolan ... ... 49

Gambar 4.8. Tampilan form Main Menu saat terjadi kesalahan format SMS ... ... 49

Gambar 4.9. SMS konfirmasi kepada user ... ... 49

Gambar 4.10. Pengujian menggunakan hyperterminal ... ... 52

Gambar 4.11. Tampilan form utama... ... 58

Gambar 4.12. Tampilan formMain Menu ... ... 59

Gambar 4.13. Tampilan form Data... 59

Gambar 4.14. Tampilan formMain Menu saat terjadi kesalahan nomor Pengiri... 60

Gambar 4.15. Tampilan formMain Menu saat terjadi kesalahan format... 61

Gambar 4.16. SMS konfirmasi kesalahan... 63

(a) Nomor pengirim tidak sesuai ... ... 63

(b) Format SMS tidak sesuai ... ... 63

Gambar 4. 17. Tampilan form Main Menu nomor pengirim dan isi SMS sesuai database ... ... 63

Gambar 4.18. Tampilan form User Data... 66

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Konfigurasi bit-bit ADMUX ... 12

Tabel 2.2. Konfigurasi bit-bit ADPS... 13

Tabel 2.3. Format pengiriman data serial asinkron... 14

Tabel 2.4. Keterangan pin konektor DB9 (PC serial port)... 15

Tabel 2.5. Keterangan susunan pin eksternal Siemens C55 ... 16

Tabel 3.1. Format SMS yang tersimpan pada database……... 38

Tabel 4.1. Format SMS yang tersimpan pada database... 46

Tabel 4.2. Hasil pengujian SMS sistem... 46

Tabel 4.3. Hasil pengujian waktu stabil suhu... 50

Tabel 4.4. Hasil pengujian sistem minimum mikrokontroler sebagai Selektor... 51

Tabel 4.5. Hasil pengujian rangkaian sensor dan pengkondisi sinyal... 54

Tabel 4.6. Hasil pengujian arus IC dan IB rangkaian driver relay...55

Tabel 4.7. Hasil pengujian nilai β rangkaian driver relay driver relay... 55

Tabel 4.8. Hasil pengujian rangkaian penggerak kipas... 56

Tabel 4.9. Database yang digunakan... 58

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 [1]. Perkembangan layanan GSM yang semakin murah dengan jangkauan yang semakin luas menjadikan jaringan telepon seluler sebagai teknologi yang populer dan terjangkau bagi seluruh lapisan masyarkat [2].

Short Message Service (SMS) merupakan salah satu layanan pengiriman pesan dari telepon seluler yang paling sering digunakan [2]. Hal ini disebabkan karena SMS dapat menyampaikan informasi secara cepat, mudah, murah serta memiliki sifat waktu nyata (real-time). SMS masih tetap menjadi pilihan utama bagi setiap orang sebagai sarana komunikasi, meskipun saat ini teknologi yang lain seperti Electronic Mail Service (EMS) ataupun Multimedia Mail Sevice (MMS) telah dikembangkan.

Layanan SMS dapat diaplikasikan sebagai sebuah pengendali dan pemantau kinerja perangkat elektronik yang bersifat real time. Salah satu contoh perangkat elektronik tersebut adalah pendingin ruangan. Pada umumnya, perangkat pendingin ruangan yang ada saat ini masih memerlukan pengoperasian secara manual dan hanya dapat dilakukan jika seseorang dekat dengan perangkat tersebut. Dengan aplikasi SMS ini, seseorang dapat mengaktifkan pendingin ruangan hanya dengan mengirimkan SMS perintah ke sistem. Aplikasi ini memberikan solusi kepada para pemilik rumah yang menginginkan kondisi suhu ruangan yang kondusif sesaat sebelum tiba di rumah.

1.2

Tujuan dan Manfaat Penelitian

Skripsi ini bertujuan untuk menghasilkan suatu prototype alat yang dapat mengendalikan dan memantau pendingin ruangan secara real time melalui layanan SMS pada jaringan GSM.

Manfaat dari penelitian ini adalah memberikan kemudahan kepada pemilik rumah untuk mengendalikan dan memantau kondisi suhu ruangan di rumah meskipun sedang bepergian. Hasil penelitian ini juga dapat digunakan sebagai bahan rujukan untuk pengembangan lebih lanjut pemanfaatan teknologi komunikasi bergerak.

1.3

Pembatasan Masalah

Penelitian akan dibatasi pada:

a. Sistem minimum menggunakan Mikrokontroler ATMega 8535

b. Pengendalian dan pemantauan menggunakan layanan SMS pada jaringan GSM c. Komunikasi antara PC dan telepon seluler menggunakan komunikasi serial.

d. Perangkat pendingin ruangan menggunakan kipas dengan sumber tegangan Alternate Current (kipas AC) dan mesin pendingin ruangan ( Air Conditioner ). Sensor suhu yang digunakan adalah sensor suhu LM 35.

e. Softwareinterface menggunakan Visual Basic, Gammu dan Hyper Therminal. f. Telepon seluler yang akan digunakan adalah siemens C55

g. Jangkauan pengendalian suhu adalah 200 C-280C.

1.4

Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian yang digunakan adalah: a. Studi Pustaka

Studi pustaka merupakan referensi dalam penulisan penelitian, yang sumbernya diperoleh dari internet, jurnal-jurnal, handbook, serta data sheet komponen yang berkaitan dengan pembuatan alat.

b. Perancangan Alat dan Pembuatan Alat

3

interface antara telepon seluler dengan Personal Computer (PC), pengondisi sinyal sensor, saklar penggerak, perangkat pendingin, dan suhu LM35.

Gambar 1.1. Model sistem

Gambar 1.1 menunjukkan model sistem. Proses kerja dari sistem dimulai dari telepon seluler 1 yang mengirimkan SMS kepada telepon se1uler 2 yang sudah terhubung pada PC dan mikrokontroler. Karakter-karakter SMS yang dikirimkan akan dibaca oleh mikrokontroler dan dibandingkan dengan karakter-karakter yang tersimpan dalam database program. Jika karakter SMS yang dikirimkan sesuai dengan database, maka mikrokontroler akan mengaktifkan saklar penggerak untuk melaksanakan perintah yang telah ditetapkan. User akan mendapat konfirmasi berupa SMS balasan dari sistem jika isi SMS yang dikirimkan tidak sesuai dengan database.

c. Pengujian alat dan pengambilan data.

Parameter yang akan diukur dalam percobaan ini meliputi kondisi suhu sesuai set point yang telah ditetapkan dan kondisi aktif (on) atau tidak aktif (off) pada kipas sesuai yang diharapkan. Seluruh parameter tersebut dipantau dan dikendalikan dengan telepon seluler melalui layanan SMS. Data yang diambil merupakan perbandingan antara kondisi yang di harapkan dengan kondisi alat sesungguhnya.

d. Analisa Data dan Kondisi

Analisa data, yang berupa perhitungan, pengukuran, dan pengamatan yang kemudian akan dibandingkan dengan hasil-hasil perhitungan teoritis ataupun gagasan-gagasan dalam perancangan.

e. Pengambilan Kesimpulan

1.5

Sistematika Penulisan

a. BAB I PENDAHULUAN

Pendahuluan berisi latar belakang masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metode penulisan dan sistematika penulisan.

b. BAB II DASAR TEORI

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

c. BAB III PERANCANGAN

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

d. BAB IV DATA DAN ANALISA DATA

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

e. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5

BAB II

DASAR TEORI

2.1

Arsitektur Jaringan GSM

Global System for Mobile communication (GSM) adalah sebuah teknologi untuk komunikasi bergerak digital [16]. GSM adalah nama sebuah grup standarisasi yang dibentuk di Eropa tahun 1982 untuk menciptakan sebuah standar bersama telepon selular di Eropa yang beroperasi pada daerah frekuensi 900 MHz. Unsur-Unsur yang utama pada arsitektur GSM ditunjukkan pada Gambar 2.1 [3]. Jaringan GSM terdiri atas tiga subsistem yaitu Mobile Station (MS), Base Station Subsystem (BSS), dan Network Switching Subsystem (NSS).

Gambar 2.1. Arsitektur jaringan GSM [3]

Mobile Station terdiri dari [16] : a. Mobile Equipment

b. Subcriber Identification Module

Subcriber Identification Module (SIM) card berisi International Mobile Subscriber Identity (IMSI), secret key (kunci rahasia) untuk otentikasi, phone book (daftar telepon), dan pesan SMS. IMSI digunakan untuk identifikasi subscriber (pelanggan) ke sistem. SIM card dapat diproteksi dengan password atau Personal Identity Number (PIN).

Base Station Subsytem terdiri dari [16] : a. Base Tranciever System

Base Tranciever System (BTS) merupakan alat tranceiver radio (transmitter receiver radio) pada suatu area. BTS berfungsi sebagai interface komunikasi semua MS yang aktif dan berada dalam coverage area BTS.

b. Base Station Controller

Base Station Controller (BSC) mengontrol dan mengatur beberapa BTS. BSC bertanggung jawab untuk menjaga koneksi radio link saat terjadi panggilan dan mengatur kepadatan lalu lintas panggilan pada areanya. Fungsi tersebut memungkinkan operasi seperti handover, cell site configuration, management of radio resources, dan menyetel power level dari frekuensi radio BTS.

Network Switching Subsystem terdiri dari [16] : a. Mobile Switching Center

Mobile Switching Center (MSC) berfungsi untuk switching suatu panggilan telepon dari jaringan internal atau dari jaringan lain (eksternal), call routing untuk subscriber yang melakukan roaming (roaming subscriber), menyimpan informasi billing serta data base lain yang berisi informasi subscriber ID (IMSI), nomor telepon seluler subscriber, otentikasi, informasi lokasi subscriber, dan beberapa layanan atau larangan yang berkaitan dengan subscriber.

b. Home Location Register

Home Location Register (HLR) adalah database permanen subscriber yang digunakan untuk menyimpan data dan profil dari subscriber. HLR dapat disatukan dengan MSC dan VLR.

c. Visitor Location Register

7 d. Authentication Center

Authentication Center (AuC) merupakan database proteksi yang menyimpan salinan dari secret key (kunci rahasia) yang terdapat pada setiap SIM card. Proteksi ini digunakan untuk otentikasi dan enkripsi pada channel radio.

e. Equipment Identity Register

Equipment Identity Register (EIR) merupakan database yang berisi daftar valid mobile equipment pada jaringan. Setiap MS diidentifikasikan dengan International Mobile Equipment Identity (IMEI).

2.2

Short Message Service

Short Message Service (SMS) merupakan salah satu fitur berupa pesan pendek yang disediakan dalam komunikasi seluler [2]. Layanan SMS distandarisasi oleh suatu badan yang bernama European Telecomunication Standards Institute (ETSI). Layanan SMS ini memungkinkan perangkat telepon seluler mengirim dan menerima pesan-pesan teks dengan panjang sampai dengan 160 karakter melalui jaringan GSM.

SMS yang dikirim melalui telepon seluler tidak akan langsung dikirimkan kepada telepon seluler tujuan, tetapi akan dikirim terlebih dahulu ke Short Message Service Center (SMSC) [4]. Setelah SMSC menerima SMS dari pengirim, SMSC akan langsung mengirimkan SMS tersebut ke telepon seluler yang dituju. Diagram blok dari proses pengiriman SMS dapat dilihat pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2. Diagram blok proses pengiriman SMS [4]

pengirim yang menyatakan bahwa pesan SMS telah diterima oleh telepon seluler tujuan. SMS yang belum diterima oleh telepon seluler tujuan akan disimpan pada SMSC sampai validity period terpenuhi.

2.3

SMS Gateway

SMS Gateway adalah sebuah perangkat lunak yang menggunakan bantuan komputer dan memanfaatkan teknologi cellphone [17]. Gambar 2.3 menunjukkan aplikasi teknologi yang menunjang SMS Gateway agar dapat berfungsi.

Gambar 2.3 Aplikasi Teknologi yang Menunjang SMS Gateway [17]

Fungsi komputer dan teknologi cellphone adalah untuk mengintegrasikan dan mendistribusikan pesan-pesan yang disatukanmelalui sistem informasi yaitu media SMS yang diatasioleh jaringan seluler. Secara khusus, sistem ini akan memiliki fungsi-fungsi sebagai berikut:

1. Message Management dan Delivery

a. Pengaturan pesan yang meliputi manajemen prioritas pesan, manajemen pengirimanpesan, dan manajemen antrian.

b. Pesan yang dilalukan harus sedapat mungkin fail safe. Artinya, jika terdapat gangguan pada jaringan telekomunikasi, maka sistem secara otomatis akan mengirim ulang pesan tersebut.

2. Korelasi

9

menyebabkan banyaknya jawaban standar (default replies) masih banyak terjadi. SMS Gateway banyak digunakan dalam berbagai proses bisnis dan usaha.

2.4

Gammu

Gammu merupakan sebuah perangkat lunak gratis yang bisa digunakan untuk kepentingan pribadi maupun komersial. Gammu memberikan akses dari PC ke berbagai macam fungsi perangkat selular yang terkoneksi. Fungsi-fungsi tersebut adalah mengirim atau menerima SMS, menerima MMS, menyalin atau menulis phonebook, dan sebagainya.

Beberapa contoh perintah gammu yang digunakan untuk memanggil data – data jaringan dari cellphone adalah :

1. –identify untuk menunjukkan informasi penting data cellphone. 2. --getdisplaystatus

3. --monitor [times] untuk menerima status telepon dan menuliskannya secara berkala dalam bentuk standar

4. –getsecuritystatus untuk menunjukkan telepon ketika membutuhkan kode keamanan untuk aktif (seperti PIN, PUK, dan lainnya).

5. –nokiasecuritycode untuk mengijinkan user untuk mengetahui kode keamanan dari komputer

6. --setautonetworklogin

7. –listnetworks untuk menunjukkan nama atau kode jaringan GSM yang dikenal 8. --getgprspoint start [stop]

9. --networkinfo 10.--siemenssatnetmon 11.--siemensnetmonact 12.--siemensnetmonitor test 13.–nokiagetoperatorname

2.5

Software

XAMPP

Nama XAMPP merupakan singkatan dari:

1. X yang artinya Program ini dapat dijalankan dibanyak sistem operasi, seperti Windows, Linux, Mac OS, dan Solaris.

2. A yaitu Apache, merupakan aplikasi web server. Tugas utama Apache adalah menghasilkan halaman web yang benar kepada user berdasarkan kode PHP yang dituliskan oleh pembuat halaman web. jika diperlukan juga berdasarkan kode PHP yang dituliskan,maka dapat saja suatu database diakses terlebih dahulu (misalnya dalam MySQL) untuk mendukung halaman web yang dihasilkan.

3. M yaitu MySQL, merupakan aplikasi database server. Perkembangannya disebut SQL yang merupakan kepanjangan dari Structured Query Language. SQL merupakan bahasa terstruktur yang digunakan untuk mengolah database. MySQL dapat digunakan untuk membuat dan mengelola database beserta isinya. Kita dapat memanfaatkan MySQL untuk menambahkan, mengubah, dan menghapus data yang berada dalam database.

4. P yaitu PHP, bahasa pemrograman web. PHP memungkinkan kita untuk membuat halaman web yang bersifat dinamis. Sistem manajemen basis data yang sering digunakan bersama PHP adalah MySQl. Namun PHP juga mendukung sistem manajemen database Oracle, Microsoft Access, Interbase, d-base, PostgreSQL, dan sebagainya.

5. P yaitu Perl, bahasa pemrograman.

Bagian-bagian XAMPP yang biasa digunakan pada umumnya adalah sebagai berikut :

1. htdoc adalah folder tempat meletakkan berkas-berkas yang akan dijalankan, seperti berkas PHP, HTML dan skrip lain.

2. phpMyAdmin merupakan bagian untuk mengelola basis data MySQL yang ada

dikomputer. Untuk dapat mengaksesnya, maka buka pada halaman browser lalu ketikkan http://localhost/phpMyadmin, maka akan muncul halaman PHP Myadmin Kontrol panel yang berfungsi untuk mengelola layanan (service) XAMPP. Seperti menghentikan (stop) layanan, ataupun memulai (start).

2.6

Mikrokontroler ATMega 8535

11

besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock. Secara umum, AVR dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, dan AT86RFxx. Pada dasarnya, yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya.

2.6.1

Konfigurasi

Pin

ATMega 8535

Konfigurasi pin ATMega 8535 bisa dilihat pada Gambar 2.4 [5]. Fungsi pin-pin ATMega 8535 adalah sebagai berikut [5]:

a. VCC merupakan pin input catu daya. b. GND merupakan pinground.

c. Port A (PA0-PA7) merupakan pininput/output (I/O) dua arah dan pininput ADC. d. Port B (PB0-PB7) merupakan pin input/output (I/O) dua arah dan pin fungsi khusus,

yaitu Timer/Counter, komparator analog, dan SPI.

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

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

g. RESET merupakan pin yang digunakan untuk melakukan reset pada mikrokontroler. h. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pininput untuk clock eksternal.

i. AVCC merupakan pininput tegangan untuk ADC.

j. AREF merupakan pininput tegangan referensi untuk ADC

2.6.2

Analog to Digital Converter

Mikrokontroler ATMega 8535

Analog To Digital Converter (ADC) pada ATMega 8535 terhubung ke sebuah multiplekser analog yang diperlukan untuk memilih kanal ADC yang akan digunakan [6]. ATMega 8535 memiliki 8 kanal ADC. ADC ATMega 8535 dapat diaktifkan dengan memberikan supply tegangan pada port ADC.

ADC memiliki dua jenis mode yang dapat digunakan, yaitu modesingle conversion dan modefree running [5]. Pada modesingle conversion, ADC harus diaktifkan setiap kali akan digunakan. Pada mode free running, ADC cukup diaktifkan sekali dan selanjutnya ADC akan terus mengkonversi tanpa henti.

Pada saat mengakses ADC, register-register I/O yang terlibat dalam ADC akan mengalami beberapa proses pengaturan. Proses-proses pengaturan tersebut antara lain [6]: a. Menentukan sumber tegangan referensi

Tegangan referensi pada ADC merupakan batas rentang representasi nilai digital hasil konversi. Hasil konversi pada mode single ended cenversion dirumuskan sebagai berikut:

REF IN

V V

ADC= ⋅1024

(2.1)

Keterangan persamaan 2.1 :

VIN = tegangan masukkan analog pada kanal ADC yang aktif

VREF = tegangan referansi yang dipilih

b. Memilih kanal yang aktif

Kanal yang aktif ditentukan oleh bit-bit MUX4-MUX0 pada register ADMUX. Tabel 2.1 menunjukkan konfigurasi bit-bit tersebut.

Tabel 2.1. Konfigurasi bit-bit ADMUX [6]

MUX4 MUX3 MUX2 MUX1 MUX0 Kanal aktif

0 0 0 0 0 ADC0

0 0 0 0 1 ADC1

0 0 0 1 0 ADC2

0 0 0 1 1 ADC3

0 0 1 0 0 ADC4

0 0 1 0 1 ADC5

0 0 1 1 0 ADC6

13 c. Menentukan prescaler

Prescaler (clock ADC) merupakan faktor pembagi yang diterapkan pada clock mikrokontroler. ADC mikrokontroler harus menerima frekuensi clock yang tepat agar data hasil konversi cukup valid. Nilai prescaler ditentukan oleh bi-bit ADC Prescaler Select Bits (ADPS). Tabel 2.2 menunjukkan konfigurasi bit-bit ADPS.

Tabel 2.2. Konfigurasi bit-bit ADPS [6] ADPS2 ADPS2 ADPS2 Nilai Prescaler

0 0 0 2

0 0 1 2

0 0 0 2

0 0 1 2

0 1 0 4

0 1 1 8

1 0 0 16

1 0 1 32

1 1 0 64

1 1 1 128

d. Inisialisasi ADC

Untuk mengaktifkan ADC, bit ADC Enable (ADEN) harus diberi logika ‘1’ (set). Untuk memulai ADC, logika ‘1’ juga harus diberikan pada bit ADC Start Conversion (ADSC). Waktu yang diperlukan untuk konversi adalah 25 siklus clock ADC pada konversi pertama dan 13 siklus clock ADC untuk konversi berikutnya.

2.7

Komunikasi Data Serial

Ada dua macam sistem transmisi dalam komunikasi data serial, yaitu sinkron dan asinkron [7]. Pada komunikasi data serial sinkron, clock dikirim bersama-sama dengan data serial. Pada komunikasi data serial asinkron, clock tidak dikirimkan bersama-sama dengan data serial tetapi dibangkitkan secara sendiri-sendiri baik pada sisi pengirim (transmitter) maupun pada sisi penerima (receiver). Komunikasi data serial asinkron ini dikerjakan oleh Universal Asyncronous Receiver/ Transmitter (UART).

Faktor lain yang cukup penting dalam transfer (pengiriman) data serial asinkron adalah kecepatan pengiriman. Besaran kecepatan pengiriman data serial adalah bit per second (bps) dan biasa disebut baudrate atau character per second (cps). Baudrate yang biasa digunakan adalah 110, 300, 1200, 4800, 9600 dan 19200.

Tabel 2.3. Format pengiriman data serial asinkron [7].

Bit Start D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Bit Parity Bit Stop

2.7.1

IC MAX232 dan RS-232

IC MAX 232 merupakan IC Serial RS232 yang digunakan sebagai interface (antar muka) dari PC ke perangkat luar (level Transistor Transistor Logic,TTL) atau sebaliknya dari perangkat luar ke PC [7]. Konfigurasi pin dari IC MAX232 dapat dilihat pada Gambar 2.5.

Karakteristik dari RS-232 memiliki ketentuan level tegangan sebagai berikut [7]: 1. Level tegangan antara -3 Volt (-3V) hingga -25 Volt (-25V) untuk logika ‘1’ disebut

‘mark’ .

2. Level tegangan antara +3V hingga +25V untuk logika ‘0’ disebut ‘space’.

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

Gambar 2.5. Konfigurasi pin IC MAX 232 [7]

2.7.2

Serial Port Personal Computer

15

Gambar 2.6. Konfigurasi pin konektor DB9 [7].

Keterangan mengenai fungsi dan deskripsi pin DB9 dapat dilihat pada Tabel 2.6. Piranti-piranti yang menggunakan komunikasi serial adalah sebagai berikut [7]:

a. DTE = Data Terminal Equipment, yaitu Personal Computer (PC). b. DCE = Data Communication Equipment, yaitu eksternal hardware.

Tabel 2.4. Keterangan pin konektor DB9 (PC serial port) [7].

No. pin Nama pin Deskripsi Fungsi

1 DCD Data Carrier Detect Saluran sinyal ini 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. 3 TXD Transmit Data Sebagai pengiriman data serial.

4 DTR Data Terminal Ready Dengan saluran ini, DTE memberitahukan kesiapan terminalnya.

5 GND Ground Saluran ground.

6 DSR Data Set Ready Dengan saluran ini, DTE memberitahukan bahwa siap melakukan komunikasi. 7 RST Request To Send Dengan saluran ini , DCE diminta

mengirim data oleh DTE.

8 CTS Clear To Send Dengan saluran ini, DCE memberitahukan bahwa DTE boleh mulai mengirim data.

9 RI Ring Indicator

Dengan saluran ini, DCE memberitahukan ke DCE bahwa sebuah stasiun

menghendaki suatu hubungan dengannya.

2.8

Telepon Seluler Siemens

Pin konektor dari Siemens C55 dapat dilihat pada Gambar 2.7. Keterangan dari pin-pin eksternal Siemens C55 terdapat pada Tabel 2.5.

Gambar 2.7. Pin eksternal Siemens C55 tampak bawah [8].

Tabel 2.5. Keterangan susunan pin eksternal Siemens C55 [8].

No pin Nama pin Deskripsi

1 Vin Power Charging

2 Ground Saluran ground

3 Tx Data output

4 Rx Data input

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

12 EPP External mic

2.9

Sensor Suhu LM35

IC LM35 adalah sensor suhu dalam bentuk Integrated Circuit (IC) [9]. Sensor suhu LM35 tidak memerlukan pengkalibrasian dari luar karena ketelitiannya sampai kurang lebih

4 1

derajat Celcius ( C

0

4 1

± ). Sensor ini memiliki output tegangan yang linier dengan

perubahan suhu. Sensor suhu LM35 mempunyai koefisien sebesar 10 mili Volt setiap

derajat Celcius (10 mV/ C). Hal ini berarti setiap kenaikan suhu 1 C, tegangan output akan

naik sebesar 10 mV. Persamaan untuk menghitung besarnya tegangan output sensor adalah

sebagai berikut [9]:

Vout = suhu x 10 mV (2.2)

Range (jangkauan) pengukuran suhu sensor ini antara –55 C sampai 150 C.

Gambar 2.8 menunjukkan bentuk fisik dari LM35. Tegangan input sensor LM35 yang

dapat digunakan antara 4V sampai 30V dengan range tegangan output antara 0V sampai

17

Gambar 2.8. Bentuk fisik LM35 [9]

2.10

Opamp Sebagai Penguat Non-Inverting

Operational amplifier (op-amp) pada dasarnya adalah sebuah differential amplifier (penguat differential) yang memiliki 2 buah terminal input [10]. Terminal input op-amp terdiri dari input inverting (-) dan input non-inverting (+).Gambar 2.9 menunjukkan simbol dan rangkaian pengganti dari op-amp.

Gambar 2.9. Op-amp[10]

(a). Simbol op-amp (b). Rangkaian pengganti op-amp

Karakteristik dari op-amp ideal adalah sebagai berikut [10]:

a. Op-amp ideal memiliki open loop gain (penguatan loop terbuka) yang besarnya tak terhingga. Penguatan yang besar ini membuat op-amp menjadi tidak stabil dan penguatannya menjadi tidak terukur (infinite). Untuk membuat op-amp menjadi aplikasi yang memiliki nilai penguatan yang terukur (finite), op-amp memerlukan rangkaian umpan balik negatif (negative feedback).

b. Besarnya impedansi input op-amp ideal adalah tak terhingga, sehingga tidak ada arus yang masuk pada kedua terminal input.

Output tegangan dari rangkaian penguat non-inverting memiliki fasa yang sama (satu fasa) dengan tegangan input yang diberikan. Rumus untuk menghitung penguatan yang terjadi pada penguat non-inverting adalah sebagai berikut [10] :

     

+ = =

1 2 1

R R V

V Av

in

out _(2.3)

Gambar 2.10.Rangkaian penguat non-inverting [10]

2.11

Transistor Sebagai Saklar

Transistor berfungsi sebagai saklar jika biasing dirancang untuk berada pada titik cut-off (sumbat) dan saturasi [11]. Hal ini ditunjukkan pada Gambar 2.11. 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 2.12.

Gambar 2.11. Kurva garis beban DC transistor sebagai saklar [11].

Dengan menerapkan Hukum Ohm terhadap resistor basis, besarnya arus basis dapat dihitung dengan persamaan berikut [11]:

B BE BB B

R V V

19

Gambar 2.12. Transistor sebagai saklar [11]. (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 [11] :

B C

I I

=

β (2.5)

Hukum tegangan Kirchhoff mengatakan bahwa jumlah tegangan pada jalur tertutup = 0. Jika diterapkan pada Gambar 2.12, Hukum tegangan Kirchhoff akan menghasilkan persamaan berikut [11] :

) ( _{C C}

CC

CE V I xR

V = − (2.6)

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

IC maksimum dapat diperoleh dengan persamaan sebagai berikut [11]:

C CC C

R V

I _max = (2.7)

2.12

Relay

Relay adalah komponen elektronika yang tersusun atas saklar, lilitan dan poros besi [12]. Gambar relay secara fisik dapat dilihat pada Gambar 2.13. Terdapat beberapa susunan kontak relay yaitu [7] :

Gambar 2.13. Bentuk fisik relay [12]

Perubahan kontak relay dipengaruhi oleh arus yang melalui kumparan [12]. Arus yang melalui kumparan ini akan menyebabkan timbulnya induksi magnetik pada poros besi. Selanjutnya, induksi magnetik akan menarik pegas saklar untuk merubah posisi awalnya menjadi terhubung ke bagian yang diinginkan. Setelah arus berhenti, tidak akan ada induksi magnetik dan kontak akan kembali ke posisi semula. Relay mempunyai impedansi rendah yang nilainya berkisar antara beberapa puluh sampai beberapa ratus ohm.

2.13

Triac

Triac merupakan sebuah thyristor dua arah yang sangat ideal untuk menghantarkan arus bolak balik (AC) [13]. Simbol triac dapat dilihat pada Gambar 2.14 dan karakteristik triac dapat dilihat pada Gambar 2.15. Triac memiliki 3 terminal, yaitu terminal MT1, MT2, dan gate (G). Terminal MT1 dan MT2 berfungsi sebagai saklar yang mengatur aliran arus beban yang berasal dari sumber tegangan Alternate Current (AC), sedangkan gate berfungsi sebagai pemicu (trigger).

Gambar 2.14. Simbol triac [14]

21

mengambang, maka tidak ada yang arus mengalir ke beban sampai tegangan break over dari triac tercapai. Kondisi ini merupakan kondisi off triac. Kondisi off dari triac adalah kondisi pada saat terminal MT1 tidak terhubung dengan terminal MT2 yang menyebabkan arus tidak dapat mengalir ke beban.

Gambar 2.15. Karakteristik triac [14]

Tegangan break over akan turun apabila gate diberi arus positif atau negatif. Semakin besar nilai arus yang masuk ke gate, maka tegangan break over akan semakin rendah. Kondisi ini merupakan kondisi on dari triac. Kondisi on dari triac adalah kondisi pada saat terminal MT1 terhubung dengan terminal MT2 yang menyebabkan arus dapat mengalir ke beban. Selama tegangan pada MT1 dan MT2 lebih dari 0V, triac akan tetap berada pada kondisi on meskipun sudah tidak terdapat arus pada gate. Kondisi kerja triac akan berubah dari on ke off apabila tegangan pada MT1 dan MT2 sudah mencapai 0V. Triac akan terus off sampai terdapat arus trigger yang masuk ke gate dan tegangan terminal MT1 dan terminal MT2 melebihi tegangan break overtriac.

Gambar 2.16. Rangkaian sederhana pemakaian triac[15]

Gambar 2.17. Rangkaian triac sebagai pengendali fase [15]

2.14

Rangkaian Seri RLC

Gambar 2.18 menunjukkan rangkaian seri yang terdiri dari sebuah resistor, induktor, kapasitor, dan sumber tegangan AC 220V [15].

23

Dengan I sebagai nilai arus dalam rangkaian dan Z sebagai nilai impedansi rangkaian, besarnya tegangan catu daya (Vs) dapat dihitung dengan persamaan berikut [15]:

IZ

V_S = (2.8)

Dengan R sebagai nilai resistor, XL sebagai nilai reaktansi induktif dan XC sebagai nilai

reaktansi kapasitif, besarnya impedansi dapat rangkaian dihitung dengan persamaan berikut [15]:

(

)

2

2

XC XL R

Z = + + (2.9)

Dengan L sebagai nilai induktor, nilai reaktansi induktif (XL) dapat dihitung dengan

persamaan sebagai berikut [15]:

L

X_L =2π (2..10)

Dengan C sebagai nilai kapasitor, nilai reaktansi kapasitif (XC) dapat dihitung dengan

persamaan sebagai berikut [15]:

fC X_C

π

2 1

= (2.11) Sudut fase (θ) dari impedansi rangkaian dapat dihitung dengan persamaan berikut [15]:

R X

X_L − _C

=

θ

tan (2.12)

Besarnya tegangan pada kapasitor dapat dihitung dengan persamaan berikut [15]:

xVs Z X

V C

C 

    

BAB III

PERANCANGAN

3.1

Perancangan Sistem

Sistem ini digunakan untuk mengendalikan dan memantau suhu ruangan, serta memantau status dari perangkat pendingin (status aktif/tidak aktif) dengan memanfaatkan layanan SMS telepon seluler sebagai pengendali. Sistem ini tidak akan melakukan proses pengendalian jika nilai input set point lebih tinggi daripada nilai suhu ruangan aktual. Set point suhu ditentukan oleh user dengan mengirim SMS ke sistem dengan format berupa nilai suhu ruangan yang diinginkan oleh user dalam bentuk bilangan 20-28. Range suhu yang dapat dikendalikan sistem adalah suhu antara 200C-280C. Pemantauan yang dilakukan terdiri dari pengambilan data suhu ruangan aktual dan status dari perangkat pendingin yang kemudian dikonfirmasikan kepada user melalui SMS. Diagram blok perancangan sistem secara umum ditunjukkan pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1. Diagram blok sistem

25

pengontrolan terhadap perangkat pendingin untuk mendapatkan suhu ruangan yang sesuai set point.

Kipas yang dikendalikan memiliki 3 level putaran, yaitu high, medium dan low. Level putaran kipas yang aktif bergantung pada nilai referensi yang diperoleh. Nilai referensi merupakan selisih antara nilai suhu aktual yang terbaca oleh sensor dikurangi dengan nilai set point. Kipas akan menyala pada level high apabila nilai referensi lebih besar atau sama dengan 6. Nilai referensi yang kurang dari 6 tetapi lebih besar atau sama dengan 3 menyebabkan kipas berputar pada level medium. Jika nilai referensi kurang dari 3 tetapi lebih besar atau sama dengan 0, maka level kipas AC akan berubah menjadi level low, agar tidak terjadi perubahan suhu yang signifikan setelah set point tercapai. Pada saat nilai referensi lebih kecil dari 0, kipas akan berhenti dan akan menyala kembali jika terjadi perubahan nilai referensi. Pengendaliannya yang terjadi pada mesin peningin berupa penyambungan atau pemutusan supply tegangan.

Proses kerja sistem dimulai pada saat user mengirimkan instruksi berupa SMS ke sistem utama. Selanjutnya, data input dari telepon seluler dikonversi, diproses dan dikirimkan sebagai instruksi dari PC ke mikrokontroler. Instruksi yang diberikan dapat berupa instruksi untuk proses pengendalian dan proses pemantauan. Pada saat terdapat instruksi untuk melakukan pengendalian, mikrokontroler akan mengaktifkan perangkat pendingin ruangan. Pengendalian perangkat pendingin ruangan dilakukan untuk memperoleh suhu ruangan sesuai dengan set point dan mempertahankannya sampai terdapat set point yang baru. Jika instruksi yang diberikan adalah instruksi untuk pemantauan, maka mikrokontroler akan mengambil data suhu ruangan hasil pembacaan sensor dan data status perangkat pendingin untuk kemudian dikirimkan ke PC. Pada PC, data suhu ruangan dan data status pendingin akan dikonversi dan diolah menjadi laporan yang selanjutnya akan dikirimkan ke telepon seluler user dalam bentuk SMS.

3.2

Perancangan Perangkat Keras

3.2.1

Model Ruangan dan Penempatan Perangkat Pendingin

Gambar 3.2. Model ruangan dan penempatan perangkat pendingin dalam ruangan

3.2.2

Rangkaian Komunikasi Serial RS 232

Komunikasi serial antara PC dengan telepon seluler memerlukan sebuah perangkat interface yang mengubah level tegangan TTL (Transistor-Transistor Logic) dari telepon seluler menjadi level tegangan RS232 pada PC. Besarnya nilai kapasitor C1, C2, C3, dan C4

sebesar 1 µF sesuai dengan datasheet. Koneksi antara IC MAX232 dengan RS232 terhubung melalui pin 14 MAX232 (Tx/Transmitter)dengan pin 2 DB9 (Rx /Receiver)dan pin 13 MAX232 (Rx/Receive) dengan pin 3 DB9 (Tx/Transmitter). Gambar 3.3 menunjukkan rangkaian dari perangkat interface yang digunakan.

VCC 5V 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

27

3.2.3

Rangkaian Pengkondisi Sinyal

Pengkondisi sinyal berfungsi untuk menguatkan tegangan output sensor suhu LM35 agar pembacaan nilai ouput sensor oleh ADC lebih akurat. Rangkaian pengkondisi sinyal ini terdiri penguat non-inverting. Output dari pengkondisi sinyal ini akan menjadi input untuk ADC.

Penguat non-inverting digunakan untuk menghasilkan penguatan tegangan yang memiliki fasa yang sama dengan tegangan input penguat. Gambar 3.4 menunjukkan gambar rangkaian penguat non-inverting yang akan digunakan dalam sistem.

VCC 5V R7

10K

R8 40K

+

-U1A

OP-14

3 2

1

8

4

Vout Vin

VEE

Gambar 3.4. Penguat non-inverting

Dalam sistem ini, sensor suhu akan membaca nilai suhu dalam range 00C- 1000C, sehingga tegangan output maksimum yang dihasilkan oleh sensor dapat dihitung berdasarkan persamaan (2.2) sebagai berikut :

V_outLM 10x10 3Vx100 1V

35 = =

−

Tegangan output maksimum sensor LM35 (VoutLM35) digunakan sebagai tegangan input

(Vin) maksimal penguat non-inverting. Nilai tegangan output (Vout) penguat non-inverting

disesuaikan dengan nilai tegangan maksimum input ADC yaitu sebesar 5V. Besarnya nilai

penguatan (Av) yang terjadi pada rangkaian penguat merupakan perbandingan antara

tegangan output (Vout)dan tegangan input (Vin) penguat. Besarnya penguatan maksimal dari

rangkaian penguat non-inverting yang dirancang dapat dihitung sebagai berikut:

5 1

5 ₌

= =

V V V

V Av

Nilai penguatan (Av) non-inverting tersebut digunakan untuk menghitung nilai resistor R7

dan R8. Nilai resistor R7 dan R8 dapat dihitung berdasarkan persamaan (2.3) sebagai

berikut: _      + = = 7 8 1 R R V V Av In out _      + = 7 8 1 5 R R

R₈ =4xR₇ (3.1) Jika nilai R7 ditentukan sebesar 10KΩ, maka nilai R8 dapat dihitung berdasarkan

persamaan (3.1) sebagai berikut :

= 3Ω= 3Ω

8 4x10x10 40x10

R

Untuk menjaga agar output dari penguat tidak lebih dari 5V, input VCC op-amp

diberi supply tegangan 5V dan input VEE op-amp diberi supply tegangan -5V. Hal ini

disesuaikan dengan tegangan maksimum input ADC yaitu sebesar 5V.

3.2.4

Rangkaian Driver Relay

Komponen dari rangkaian driver relay terdiri dari transistor BC337, dioda IN4002

dan relay. Relay yang digunakan adalah relay lima kaki dengan tegangan 12V dan arus

maksimal 3A. Kumparan magnetik relay akan bereaksi jika terdapat input tegangan DC

sebesar 12V dan membutuhkan arus minimum sebesar 25mA. Gambar 3.5 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

29

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 (2.5) sebagai berikut:

βC B

I I =

I_B x A x 3A

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 (2.4) sebagai berikut:

B BE BB I V V

R₁ = −

= − ₋ =17200Ω 10 25 , 0 7 , 0 5 3 1 A x V V R 1

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

3.2.5

Rangkaian Penggerak Kipas

Rangkaian penggerak kipas ini pada dasarnya adalah rangkaian seri RLC yang ditambahkan komponen triac sebagai pengatur tegangan pada beban. Rangkaian penggerak kipas ditunjukkan pada Gambar 3.6.

Komponen triac yang digunakan dalam perancangan ini adalah seri BT139. Berdasarkan datasheet triac BT139, nilai tegangan break over untuk memicu triac adalah sebesar 1,5V. Berdasarkan Gambar 3.6, diketahui bahwa tegangan gate (VG) adalah

tegangan pada kapasitor (VC). Dengan XC sebagai nilai reaktansi kapasitif, Z sebagai nilai

impedansi rangkaian, dan Vin sebagai nilai sumber tegangan AC 220V, besarnya tegangan

VG dapat dihitung berdasarkan persamaan (2.13) sebagai berikut:

in C C G xV Z X V V       = =

Jika nilai kapasitor ditentukan sebesar 1µF dan frekuensi sumber 60Hz, maka nilai XC

dapat diketahui dari persamaan (2.11) sebagai berikut:

(

)

=

(

)

= Ω

= ₋ 2653,927

RG 360K Q2 TRIAC C1 1uF V1 AC 220V 1 2 Kipas AC

Gambar 3.6. Rangkaian penggerak kipas

Sumber tegangan AC yang digunakan adalah sebesar 220V dengan frekuensi jala-jala 60Hz. Dengan menggunakan nilai tegangan break over dari triac sebagai nilai VC, besarnya

impedansi rangkaian dapat dihitung berdasarkan persamaan (2.13) sebagai berikut: C _in C xV Z X V       = _C C in _xX V V Z=

= 2653,927Ω=389242,62Ω 5 , 1 220 x V V Z

Berdasarkan hasil pengukuran, arus yang dibutuhkan untuk memutar kipas AC adalah 124mA dengan sumber tegangan AC sebesar 220V. Nilai tegangan dan nilai arus tersebut digunakan untuk menghitung besarnya nilai reaktansi dari kipas AC. Reaktansi pada kipas AC merupakan reaktansi induktif (XL) Nilai reaktansi dari kipas AC dapat dihitung sebagai

berikut: I V X in L = Ω =

= ₋ 1774,2

10 124 220 3_A x V X_L

Rangkaian dalam Gambar 3.10 merupakan rangkaian seri RLC, sehingga besarnya

nilai maksimum RG dapat dihitung dengan persamaan (2.9) sebagai berikut:

R_G = Z2 −

(

XL− XC

)

2

31

Hasil perhitungan menunjukkan bahwa nilai maksimum RG agar kipas dapat aktif

(menyala) adalah 389KΩ. Variasi dari nilai resistor RG akan mengubah sudut konduksi

tegangan gerbang triac, sehingga akan terjadi perubahan tegangan pada beban (kipas). Gambar 3.7 menunjukkan rangkaian penggerak kipas dengan 3 level putaran. Tiga buah driver relay yang digunakan berfungsi sebagai saklar yang memvariasikan nilai resistor RG.

VCC 12V VCC 12V VCC 12V R1 16K D1 1N4002 K2 RELAY 3 5 4 1 2 R2 360K Q1 BC337 1 2 3 R3 16K R4 240K Q1 BC337 1 2 3 K2 RELAY 3 5 4 1 2 D1 1N4002 Q2 TRI AC C1 1uF V1 AC 220V 1 2 R6 120K Q1 BC337 1 2 3 D1 1N4002 K2 RELAY 3 5 4 1 2 R5 16K Vin2 Vin1 Vin2 Kipas AC

Gambar 3.7. Rangkaian penggerak kipas AC dengan 3 level putaran.

3.2.6

Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler

Sistem minimum mikrokontroler berfungsi sebagai media interface dan pemrosesan data antara PC dan unit I/O. Rangkaian sistem minimum dapat dilihat pada Gambar 3.8. Port-port yang digunkan untuk mengontrol perangkat pendingin adalah Port C.0 – port C.3. Port C.0 – port C.2 digunakan sebagai pemicu level kipas yang aktif. Port C.0 digunakan untuk memicu kipas aktif pada level “High”, port C.1 untuk level “medium” dan port C.2 untuk level “low”. Port C.3 digunakan untuk mesin pendingin.

logika ‘1’, maka program akan kembali ke awal (reset). Rangkaian reset pada mikrokontroler ATMega 8535. Rangkaian power on reset terdiri dari 1 buah resistor 1K , 1 buah kapasitor 10 F dan tombol microswitch. Tombol microswitch tersebut dirangkai secara paralel dengan kapasitor dan sumber tegangan DC 5V. Tombol reset ini dihubungkan ke pin RST (pin 9).

Gambar 3.8. Rangkaian sistem minimum mikrokontroler

3.3

Perancangan Perangkat Lunak

3.3.1 Perancangan Program Pada Mikrokontroler

Dalam perancangan sistem ini, perangkat lunak yang digunakan sebagai programmer mikrokontroler adalah BASCOM AVR. BASCOM AVR adalah program yang menggunakan bahasa basic yang ringkas dan dirancang untuk compiler bahasa mikrokontroler AVR. Gambar 3.9 menunjukkan diagram alir utama pemrograman pada mikrokontroler.

33

ruangan dan memantau suhu serta status pendingin ruangan. Proses pengendalian yang dilakukan oleh mikrokontroler adalah mengaktifkan pendingin ruangan atau tidak mengaktifkan pendingin ruangan. Instruksi untuk mengaktifkan atau tidak mengaktifkan pendingin ruangan dilakukan di dalam subroutine Kontrol Pendingin.

Gambar 3.9. Diagram alir utama program mikrokontroler

Pada saat diberikan instruksi pemantauan, mikrokontroler akan mengambil data suhu ruangan dari sensor dan data status pendingin ruangan. Data-data tersebut selanjutnya akan dikirimkan ke PC.

3.3.1.1

Subroutine

Kontrol Pendingin

sensor yang akan mengecek kesesuaian suhu ruangan aktual dengan set point. Diagram alir dari subroutine Kontrol Pendingin ditunjukkan pada Gambar 3.10.

Gambar 3.10. Diagram alir subroutine Kontrol Pendingin

35

Kipas yang dikendalikan memiliki 3 level putaran, yaitu high, medium dan low. Level putaran kipas yang aktif bergantung pada nilai referensi yang diperoleh. Nilai referensi merupakan selisih antara nilai suhu aktual yang terbaca oleh sensor dikurangi dengan nilai set point. Kipas akan menyala pada level high apabila nilai referensi lebih besar atau sama dengan 6. Nilai referensi yang kurang dari 6 tetapi lebih besar atau sama dengan 3 menyebabkan kipas berputar pada level medium. Jika nilai referensi kurang dari 3 tetapi lebih besar atau sama dengan 0, maka level kipas AC akan berubah menjadi level low, agar tidak terjadi perubahan suhu yang signifikan setelah set point tercapai. Pada saat nilai referensi lebih kecil dari 0, kipas akan berhenti dan akan menyala kembali jika terjadi perubahan nilai referensi. Pengendaliannya yang terjadi pada mesin peningin berupa penyambungan atau pemutusan supply tegangan.

3.3.2

Perancangan program pada

Personal Computer

Perancangan program pada PC dimaksudkan untuk komunikasi antara telepon seluler, PC dan mikrokontroler. Program ini menggunakan pemrograman bahasa basic. Program pada PC berfungsi untuk memberikan instruksi-instruksi ke mikrokontroler, mengakusisi data dari sensor dan menampilkan nilai sensor di monitor PC. Diagram alir dari program utama pada PC ditunjukkan pada Gambar 3.11.

Pada awal program, PC akan melakukan inisialisasi terhadap telepon seluler. Selanjutnya, PC akan melakukan pendeteksian data input yang berupa SMS pada telepon seluler. Ketika tidak terdapat input SMS, PC akan mengirimkan instruksi untuk meminta data suhu dan status pengendalian kepada mikrokontroler. Data yang diterima akan ditampilkan pada PC. Setelah menampilkan data-data tersebut, PC akan kembali melakukan proses pendeteksian input.

Jika mendeteksi adanya input SMS, maka PC akan menampilkan isi SMS dan nomor pengirim dan menyimpannya di dalam database. Selanjutnya, PC melakukan pemeriksaan syarat untuk menggunakan sistem. Syarat yang harus dipenuhi adalah kesesuaian antara isi SMS dan nomor pengirim dengan database. Proses pemeriksaan syarat akan dilakukan di dalam subroutine Periksa Syarat.

Gambar 3.11. Diagram alir utama program pada PC

37

Jika terdapat SMS untuk melakukan pemantauan, maka PC akan mengirimkan instruksi pemantauan ke mikrokontroler dan mengkonfirmasikan data hasil proses pemantauan kepada user secara otomatis. Proses eksekusi dari instruksi pemantauan dilakukan di dalam subroutine Pemantauan.

Setelah proses yang terjadi pada subroutine Periksa Syarat selesai, PC akan memberikan instruksi untuk menghapus SMS pada inbox (kotak pesan) telepon seluler. Penghapusan ini dimaksudkan untuk mencegah agar inbox tidak penuh. Inbox yang penuh dapat menyebabkan gangguan pada saat penerimaan SMS.

3.3.2.1

Subroutine

Periksa Syarat

Subroutine Periksa Syarat berfungsi untuk memeriksa syarat untuk menggunakan sistem. Syarat untuk menjalankan sistem adalah nomor pengirim dan isi SMS harus sesuai dengan database. Gambar 3.12. menunjukkan diagram alir dari subroutine Periksa Syarat. Kesalahan yang terjadi akan dikonfirmnasikan kepada user melalui SMS balasan. Proses pengiriman SMS konfirmasi akan dilakukan di dalam subroutine Konfirmasi Kesalahan.

3.3.2.2

Subroutine

Konfirmasi Kesalahan

Subroutine Konfirmasi Kesalahan berfungsi untuk memberikan konfirmasi kepada user tentang kesalahan nomor pengirim atau isi SMS yang dikirimkan. Konfirmasi kepada user akan dilakukan dengan mengirimkan SMS kepada user. Gambar 3.13 menunjukkan diagram alir dari subroutine Konfirmasi Kesalahan. Format SMS yang tersimpan pada database tercantum pada Tabel 3.1

Gambar 3.13. Diagram alir subroutine Konfirmasi Kesalahan

Tabel 3.1 Format SMS yang tersimpan pada database No Format SMS

perintah

Keterangan

1 20 - 28 Melakukan pengontrolan dengan set point sesuai dengan angka yang dikirimkan

2 Stop Menghentikan Pengontrolan terhadap suhu ruang

39

3.3.2.3

Subroutine

Pemantauan

Subroutine Pemantauan berfungsi untuk memberikan instruksi pemantuan kepada mikrokontroler dan mengambil data-data hasil proses pemantauan. Data-data yang diambil adalah data status pendingin ruangan dan data suhu ruangan aktual hasil pembacaan sensor. Semua data tersebut akan dikirimkan kepada user melalui SMS. Gambar 3.14 menunjukkan diagram alir dari subroutine Pemantauan.

Gambar 3.14. Diagram alir subroutine Pemantauan

3.3.2.4

Subroutine

Hentikan Pengendali

Gambar 3.15. Diagram alir subroutine Hentikan Pengendali

3.3.2.5

Rancangan

Database

Sistem ini membutuhkan database untuk menyimpan data user, format SMS, menyimpan SMS yang diterima, dan mengirimkan SMS. Database akan dibuat menggunakan software Microsoft Access dan software MySQL Server untuk manajemen database.Semua database yang digunakan berbentuk tabel.

Database dari software MySQL Server adalah database yang diperlukan oleh software Gammu untuk melakukan pembacaan dan pengiriman SMS dari PC. Database yang digunakan pada softw