TUGAS AKHIR PERANGKAT PENGENDALI DAN PEMANTAU KETINGGIAN AIR KOLAM PADA SISTEM OTOMASI RUMAH MENGGUNAKAN LAYANAN SMS

(1)

TUGAS AKHIR

PERANGKAT PENGENDALI DAN PEMANTAU KETINGGIAN AIR

KOLAM PADA SISTEM OTOMASI RUMAH MENGGUNAKAN

LAYANAN SMS

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

Nama : C. Bayu Aji Marindarto NIM : 055114026

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

(2)

FINAL PROJECT

CONTROLING AND MONITORING DEVICE FOR POOL WATER

LEVEL IN THE OTOMATION HOUSE SYSTEM USING SMS

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree In Electrical Engineering Study Program

C. Bayu Aji Marindarto NIM : 055114026

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

(3)

(4)

(5)

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

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

Yogyakarta, 4 April 2011

(6)

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO

“

_“I

I

_In

n

_n

_T

T

_Te

e

_e

_C

C

_Co

o

_on

n

_nf

f

_fi

i

_id

d

_do

o

_o”

”

_”

“

_“

_G

G

_{G M}

M

_{M P}

P

_{P D}

D

_D

₍

(

( G

G

G u

u

u s

s

s t

t

t i

i

M

M e

e

e s

s

s t

t

t i

i

P

P a

a

a r

r

r i

i

i n

n

n g

g

D

D a

a

a l

l

l a

a

a n

n

n )

)

”

_”

Kupersembahkan karya tulis ini kepada :

Tuhan Yesus Kristus,

Bapak dan Ibu Tercinta,

(7)

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : C. Bayu Aji Marindarto

Nomor Mahasiswa : 055114026

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

PERANGKAT PENGENDALI DAN PEMANTAU KETINGGIAN AIR KOLAM 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, me-ngalihkan 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.

(8)

INTISARI

Aktifitas manusia semakin hari semakin padat dan kompleks. Kondisi ini mengakibatkan efisiensi waktu berkembang menjadi suatu kebutuhan penting. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut, salah satu solusi yang logis adalah dengan menciptakan suatu sistem kendali otomatis yang dapat membuat pekerjaan manusia menjadi semakin mudah dan efisien. Perancangan pengendalian dan pemantauan ketinggian air kolam memberikan solusi kendali jarak jauh agar penghuni rumah dapat merasa nyaman.

Perangkat pengendali dan pemantau ketinggian air kolam dilakukan untuk mempermudah pengguna dalam proses pengendalian dan pemantauan pada sistem otomasi rumah menggunakan layanan Short Message Service (SMS) pada jaringan Global System for Mobile Communications (GSM). SMS digunakan sebagai media pengiriman pesan yang berisi format untuk mengendalikan dan memantau ketinggian air kolam. Sistem

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

Sistem pengendali dan pemantau ketinggian air kolam memanfaatkan layanan SMS sudah berhasil dibuat dan dapat bekerja dengan baik. SMS yang masuk diolah dengan baik oleh minimum system, sehingga tingkat keakurasian perintah yang dikirimkan dengan keadaan yang terjadi pada kolam sudah sesuai dengan yang diinginkan.

(9)

ABSTRACT

Human activities is increasingly dense and complex. These conditions resulted in efficiencies of time developed into a necessity. To meet these needs, one logical solution is to create an automatic control system that can create human tasks become increasingly easy and efficient. The design of pond water level controller and monitoring give the solution of remote controlling system for the resident to feel comfort.

The pond water level controller and monitoring device is use to facilitate users in control and monitoring process in the home automation system using the Short Message Service (SMS) on the network of Global System for Mobile Communications (GSM). SMS is used as a medium for sending a message containing the format to control and monitor the water level of the pond. Minimum system use to perform the process of control and monitoring when there is incoming SMS.

The pond water level controller and monitoring system utilizing SMS service has been created and worked well. SMS messages processed properly by the minimum system, so the sent commands accuracy level to the circumstances that occurred in the pond was as expected.

(10)

KATA PENGANTAR

Syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga tugas akhir dengan judul “Perangkat Pengendali dan Pemantau Ketinggian Air Kolam pada Sistem Otomasi Rumah Menggunakan Layanan Sms” ini dapat diselesaikan dengan baik.

Selama menulis tugas akhir ini, penulis menyadari bahwa ada begitu banyak pihak yang telah memberikan bantuan dengan caranya masing-masing, sehingga tugas akhir ini bisa diselesaikan. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Yosef Ageng Cahyanta, selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Bapak Damar Wijaya, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing yang telah dengan sabar membimbing, memberi semangat dan saran yang membantu penulis dalam menyelesaikan tulisan ini.

3. Seluruh dosen teknik elektro dan laboran yang telah banyak memberikan pengetahuan kepada penulis selama kuliah.

4. Kedua Orang Tua yang tercinta atas doa, kesabaran dan dukungan baik secara moril ataupun materil.

5. Kedua saudaraku Andreas Kurniawan Marindarto dan Benedictus Widarnadi Marindaro atas dukungannya selama mengerjakan tugas akhir ini.

6. Teman-teman elektro 2005 terima kasih atas dukungan, suka duka, perhatian, dan kebersamaan kita selama ini.

7. Kurniawan H.M. ST,. yang telah dengan sabar mengajari banyak hal tentang mikrokontroler.

(11)

Dengan rendah hati penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu berbagai kritik dan saran untuk perbaikan tugas akhir ini sangat diharapkan. Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Terima kasih.

(12)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL... i

HALAMAN PERSETUJUAN... iii

HALAMAN PENGESAHAN... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA... v

HALAMAN PERSEMBAHAN... vi

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

INTISARI... viii

ABSTRACT... ix

KATA PENGANTAR... x

DAFTAR ISI... xii

DAFTAR GAMBAR ... ….... xiv

DAFTAR TABEL... xvi

BAB I PENDAHULUAN………. 1

1.1.Latar Belakang Masalah………...………... 1

1.2.Tujuan dan Manfaat………. 2

1.3.Batasan Masalah………... 2

1.4.Metodologi Penelitian……….. 2

BAB II DASAR TEORI……… 5

2.1. Jaringan GSM……….. 5

2.1.1. Sejarah Perkembangan Sistem Komunikasi Seluler……….. 5

2.1.2. Arsitektur Jaringan GSM………..

8

2.2. SMS ………... 10

2.3. PDU Sebagai Bahasa SMS……….……… 11

2.4. Komunikasi Serial RS232……….. 13

2.5. Port Serial PC (Personal Computer)……….. 15

2.6. AT Command………... 16

2.7. Mikrokontroler AVR……….. 17

2.7.1. Arsitektur dan Konfigurasi Pin ATMega8535 ……… 17

(13)

2.9. Sensor Ultrasonik ………... 20

2.10. Liqiud Crystal Display (LCD)………... 23

2.10.1. Keuntungan LCD……… 24

2.10.2. Cara kerja LCD... 25

2.10.3. Gangguan Piksel... 25

2.10.4. Ukuran dan teknologi LCD... 25

BAB III PERANCANGAN SISTEM………... 27

3.1. Gambaran Sistem………... 27

3.2. Perancangan ... 28

3.2.1. Perancangan Piranti Keras... 28

3.2.1.1. Mikrokontroler... 28

3.2.1.2. LCD... 29

3.2.1.3.Komunikasi Serial RS232... 29

3.2.1.4.Rangkaian keseluruhan………... 30

3.2.2. Perancangan Perangkat Lunak... 31

3.2.2.1.Perancangan Piranti Lunak Mikrokontroler... 31

3.2.2.2. Piranti Lunak Pengirim data... 31

3. 2.2.3. Piranti Lunak Antarmuka Komputer... 33

3.2.2.4. Perancangan Piranti Lunak Komputer... 34

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN………..………... 36

4.1 Gambar Fisik Hardware………... 36

4.3 Pengujian SMS Perintah……….……... 37

4.3 Pengujian ketinggian air………..……. 41

4.4 Pengujian pengiriman data ke komputer……….. 45

4.5 PEMBAHASAN PERANGKAT LUNAK (SOFTWARE)………..……… 46

4.5.1 Pembahasan Program pada Komputer……… 46

4.5.2 Pembahasan Program pada Mikrokontroler………50

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN………... 56

5.1 Kesimpulan……….. 56

5.2 Saran………. 56

DAFTAR PUSTAKA ……….. 57

(14)

Daftar Gambar

Gambar 1.1. Model perancangan alat... 3

Gambar 2.1.Arsitektur Jaringan GSM [1]………. 9

Gambar 2.2. Integrasi jaringan GSM dan jaringan lain………. 10

Gambar 2.3. Pengiriman data serial [4]………...13

Gambar 2.4. Rangkaian koneksi RS232 dengan mikrokontroler [5]………. 15

Gambar 2.5. Konfigurasi pin konektor DB9 [6]………. 15

Gambar 2.6. Konfigurasi pin ATMega8535 [8]………. 18

Gambar 2.7.Pin eksternal Siemens C35 tampak bawah [7]... 19

Gambar 2.8. Ping Ultrasonic Range Finder [9]……….20

Gambar 2.9. Diagram Cara Kerja Sensor Ultrasonik……… 21

Gambar 2.10. Contoh Diagram Alir Penggunaan Sensor Ultrasonik………. 22

Gambar 2.10. (lanjutan) Contoh Diagram Alir Penggunaan Sensor Ultrasonik …… 22

Gambar 2.12. Modul dari Liquid Crystal Display [10]………. 23

Gambar 3.1. Diagram blok sistem……….. 27

Gambar 3.2. Rangkaian Mikrokontroler ATMEGA8535[8]... 29

Gambar 3.3. Rangkaian LCD [10]... 29

Gambar 3.4. Rangkaian Komunikasi serial RS232 [4]………... 30

Gambar 3.5. Rangkaian Keseluruhan………. 30

Gambar 3.6. Diagram Alir Piranti Lunak Pengirim Data Mikrokontroler... 31

Gambar 3.7. Diagram Alir Pengecekan SMS………. 32

Gambar 3.8. Diagram Alir Pengiriman Data Setting……… 33

Gambar 3.9. Diagram alir Piranti Lunak Antarmuka Mikrokontroler... 34

Gambar 3.10. Diagram alir Piranti Lunak Komputer... 34

Gambar 3.11. Tampilan Program di Komputer……….. 35

Gambar 4.1 Rangkaian keseluruhan………... 36

Gambar 4.2 (a) Rangkaian pompa……….. 36

Gambar 4.2 (b) Sensor Ultrasonik……….. 36

Gambar 4.2 (c) LCD………... 36

Gambar 4.2 (d) Handphone……… 37

Gambar 4.2 (e) Rangkaian elektronis……… 37

(15)

Gambar 4.4 Grafik waktu terhadap ketinggian air……….. 42

Gambar 4.4 (lanjutan) Grafik waktu terhadap ketinggian air………. 43

Gambar 4.4 (lanjutan) Grafik waktu terhadap ketinggian air………. 44

Gambar 4.5 Hasil pengujian hyperterminal…………....……… 45

Gambar 4.6 Tampilan pengujian program di komputer……….. 46

Gambar 4.7 Tampilan program keseluruhan………. 46

Gambar 4.8 Tampilan program setelah dipilah……….. 47

Gambar 4.9 Tampilan program TxtLog………. 48

(16)

Daftar Tabel

Tabel 2.1. Perbandingan sistem konvensional dan selular [1]……… 5

Tabel 2.2. Teknologi Seluler Analog [1]………. 6

Tabel 2.3. Teknologi Seluler Digital [1]……… 6

Tabel 2.3. ( Lanjutan ) Teknologi Seluler Digital [1]………..7

Tabel 2.3. ( Lanjutan ) Teknologi Seluler Digital [1]………..8

Tabel 2.4. Protocol Data Unit (PDU) [3]………. 12

Tabel 2.5. Keterangan pin konektor DB9 (PC serial port) [6]………. 15

Tabel 2.5. (lanjutan)Keterangan pin konektor DB9 (PC serial port) [6]……….. 16

Tabel 2.6. Perintah AT Command [7]……… 16

Tabel 2.6. (lanjutan) Perintah AT Command [7]………...…… 17

Tabel 2.7. Data awal perancangan rumus………..21

Tabel 2.8. Keterangan modul LCD [10]………24

Tabel 4.1 Format SMS yang dikirim dan yang diterima……….. 37

Tabel 4.1 (lanjutan) Format SMS yang dikirim dan yang diterima………. 38

Tabel 4.1 (lanjutan) Format SMS yang dikirim dan yang diterima……….. 39

Tabel 4.2. Pengujian dengan nomor asing……… 39

Tabel 4.3 Pengujian SMS periodik………40

Tabel 4.4 Data awal perancangan rumus………...41

Tabel 4.5 Pompa memasukkan air aktif (ketinggian air bertambah)……….42

(17)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Mobilitas masyarakat sekarang ini semakin dimanjakan dengan teknologi telekomunikasi yang berkembang baik jaringannya maupun alat komunikasi yang digunakan. Peralatan komunikasi yang semakin canggih ini memungkinkan seseorang dapat melakukan komunikasi maupun berkirim data dengan orang lain di manapun mereka berada. Salah satu teknologi untuk berkomunikasi adalah telepon seluler (ponsel).

Telepon seluler tidak terlepas dari penyedia layanan operator seluler. Operator seluler di Indonesia melayani 2 jenis teknologi, yaitu Global System for Mobile Communication (GSM) dan Code Division Multiple Access (CDMA) [1]. Dengan banyaknya operator baik GSM maupun CDMA, Indonesia memiliki operator seluler terbanyak di dunia.

Ada jenis layanan komunikasi yang populer yaitu komunikasi suara dan tulisan. Komunikasi melalui tulisan ini dikenal oleh masyarakat dengan sebutan Short Message Service (SMS). SMS adalah salah satu layanan dari teknologi GSM yang memungkinkan pengguna mengirim maupun menerima pesan-pesan singkat berupa teks dengan kapasitas 160 karakter dari Mobile Station (MS) atau ponsel.

Saat ini sudah tersedia suatu alat yang dapat digunakan untuk mengendalikan peralatan elektronik dengan sebuah komputer sebagai pusat kendali [2]. Dengan adanya pusat kendali ini, pengguna dapat lebih leluasa mengendalikan peralatan elektronik yang ada di rumah, kantor, pertokoan, dan lain-lain.

(18)

1.2. Tujuan dan Manfaat

Skripsi ini bertujuan untuk membuat perangkat pengendalian dan pemantau ketinggian kolam ikan menggunakan layanan SMS.

Manfaat yang diharapkan dari penulisan skripsi ini adalah :

1. Meningkatkan kenyamanan pengguna rumah dalam pengaturan ketinggian kolam ikan.

2. Pendeteksian secara dini kebocoran pada kolam ikan.

3. Menjadi acuan, referensi, rujukan dan bahan pertimbangan untuk meningkatkan kenyamanan rumah dan pengendalian peralatan elektronika yang berada di rumah disaat pemilik rumah sedang bepergian.

1.3. Batasan Masalah

Penelitian akan dibatasi dengan :

1. pengambilan data ponsel menggunakan ATcommand. 2. Menggunakan mikrokontroler keluarga AVR ATMega 8535. 3. Pengukuran menggunakan sensor ultrasonik.

4. Komunikasi data dari ponsel ke komputer menggunakan kabel serial. 5. Memanfaatkan jaringan dengan teknologi GSM.

6. Pemasokan air menggunakan pompa air. 7. Ukuran kolam 30cm x 30cm x 30cm.

1.4. Metodologi Penelitian

Penulisan skripsi ini menggunakan metode :

1. Studi kepustakaan yaitu studi untuk mendapatkan pengetahuan dan dasar teori yang berhubungan dengan masalah yang akan diteliti dalam tugas akhir.

2. Perancangan subsistem hardware dan software.

(19)

Gambar 1.1. Model perancangan alat

3. Pembuatan sistem hardware dan software.

Berdasarkan Gambar 1.1, rangkaian ini akan bekerja mengukur ketinggian kolam terus menerus melalui sensor ultrasonik. Data ketinggian akan disimpan di database dalam komputer melalui interface mikrokontroler. Bila pemilik ingin mengetahui dan mengatur ketinggian kolam maka pemilik memberikan interupsi ke Personal Computer (PC) melalui media ponsel. PC akan merespon interupsi tersebut lalu segera mengirimkan informasi ketinggian terakhir kolam dan keadaan pompa air. PC akan mengirimkan data dan akan menghidupkan pompa air secara otomatis bila ketinggian air tidak sesuai set point.

4. Proses pengambilan data.

(20)

5. Analisa dan penyimpulan hasil percobaan.

(21)

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Jaringan GSM

2.1.1. Sejarah

Perkembangan

Sistem

Komunikasi

Seluler

Keberadaan teknologi kabel konvensional tidak dapat dipungkiri telah membawa banyak perubahan dalam dunia telekomunikasi. Namun teknologi nirkabel seperti seluler menghadirkan solusi lebih tepat di saat kebutuhan masyarakat akan komunikasi bergerak meningkat. Perbandingan antara sistem konvensional dan seluler dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1. Perbandingan sistem konvensional dan selular [1]

Perbedaan Sistem Konvensional Sistem Selular

Daerah cakupan Dilayani oleh satu base station

dengan cakupan yang luas

Daerah dibagi dalam daerah yang lebih kecil yang disebut sel

Handoff Handoff tidak diperlukan selama masih dalam satu daerah layanan

Handoff sangat penting dengan cara kerjasama antar

base station

Daya pancar Daerah yang luas, base station

menggunakan daya pancar yang besar

Daerah yang kecil mengharuskan daya base station diperkecil untuk menghindari interferensi Efesiensi spektrum Rendah, karena tidak ada

frequency reuse

Lebih besar karena ada

frequency reuse.

(22)

Tabel 2.2. Teknologi Seluler Analog [1]

Sistem Keterangan

AMPS Advanced Mobile Phone System - Dikembangkan oleh Bell Labs pada tahun 1970-an dan pertama kali digunakan secara komersial di Amerika pada tahun 1983. Beroperasi pada band 800 dan 1900 MHz dan merupakan standar distribusi analog seluler.

N-AMPS Narrow-band Advanced Mobile Phone System - Dikembangkan oleh Motorola sebagai teknologi antara analog dan digital. Teknologi ini mempunyai kapasitas tiga kali lebih besar daripada AMPS dan beroperasi pada range 800 MHz. Namun, saat ini sudah tidak berfungsi lagi.

NMT-450 Nordic Mobile Telephones / 450 - Dikembangkan oleh Ericsson dan Nokia untuk melayani daerah yang mempunyai karakteristik tidak rata. Jaringan seluler multinasional pertama, yang beroperasi pada 450 MHz

NMT 900 Nordic Mobile Telephones / 900 - adalah versi upgrade dari NMT 450 dan dikembangkan untuk menangani kapasitas yang lebih besar dan juga untuk untuk telepon portabel.

Tabel 2.3. Teknologi Seluler Digital [1]

A1-Net Nama jaringan GSM 900 di Austria

CDMA Code Division Multiple Access - Dikembangkan oleh Qualcomm dengan ciri kapasitas tinggi dengan radius sel yang kecil.

Menggunakan frekuensi band yang sama dengan AMPS dan mendukung operasi AMPS, menggunakan teknologi spread spectrum dan menggunakan skema pengkodean khusus. Teknologi ini diadopsi oleh Telecommunications Industry Association (TIA) pada tahun 1993. Untuk pertama kalinya jaringan CDMA-based

(23)

Tabel 2.3. ( Lanjutan ) Teknologi Seluler Digital [1]

CDMA – 1 Spesifikasi range wireless yang luas meliputi IS-95, IS-96, IS-99, IS-634, dan IS-41, AT&T, Motorola, Lucent, ALPS, GSIC, Prime Co, Qualcomm, Samsung, Sony, US West, Sprint, Bell Atlantic, Time Warner adalah sponsornya.

CDPD Cellular Digital Packet Data – Teknologi ini menggunakan jaringan seluler yang telah ada dan menyediakan data transfer yang lebih cepat.

CT-2 Generasi kedua dari standar telepon cordless (tanpa kabel). CT2 mempunyai 40 carriers x 1 duplex bearer per carrier = 40 channel suara.

CT-3 Generasi ketiga telepon digital cordless, yang sama dengan pelopornya yaitu DECT.

D-AMPS (IS-54, berubah IS-136)

Digital AMPS. Didesain untuk digunakan pada channel dengan lebih efisien. D-AMPS (IS-136) menggunakan channel yang sama, yaitu 30kHz dan band frekuensi pada (824-849 M) (869-894MHz) seprti pada AMPS.dengan menggunkan TDMA dan frekuensi FDMA, IS-136 akan meningkatkan jumlah pengguna dari 1-3 per channel. Infrastruktur dari AMPS/D-AMPS dapat mendukung telepon analog AMPS atau DAMPS. Dioperasikan pada band 800 MHz dan 1800MHz

DCS Kepanjangan dari Digital Communications Systems, nama lain dari GSM Amerika

DECT Digital European Cordless Telephony

(24)

Tabel 2.3. ( Lanjutan ) Teknologi Seluler Digital [1]

Sistem Keterangan

GSM Global System for MobileCommunications. Standar digital pertama di Eropa, pengembangan ini digunakan utnuk memberikan jaminan kompatibilitas seluler di seluruh Eropa. Kesuksesan ini ternyata telah menyebar ke seluruh dunia sehingga lebih dari 80 jaringan GSM telah dioperasikan. Teknologi ini dioperasikan pada 900 dan 1800 MHz pada seluruh bagian Eropa dan Inggris. Di beberapa bagian Amerika menggunakan frekuensi 1900 Mhz

PCS Personal Communications Service. Frequency band PCS di Amerika adalah 1850 hingga 1990 MHz, meliputi juga range yang luas pada standar seluler dgital seperti N-CDMA dan GSM -1900. Telepon single-band GSM 900 tidak dapat dgunakan pada jaringan PCS. Jaringan PCS dioperasikan di seluruh USA.

PDC Personal Digital adalah standar TDMA-based di negara Jepang pada band 800 dan 1500 MHz.

TDMA Time Division Multiple Access. Adalah standar digital yang dikembangkan pertama kali di US. Sistem komersial TDMA diawali pada tahun 1993. disebut juga IS-54 pada awalnya dan dikenal sebagai IS-136

UMTS Universal Mobile Telephone Standard adalah teknologi seluler

global next generation yang akan diterapkan pada tahun 2010.

2.1.2. Arsitektur

Jaringan

GSM

(25)

switching panggilan antar pelanggan bergerak, dan antara pelanggan bergerak dengan pelanggan tidak bergerak. MS dan BSSberkomunikasi melalui antarmuka Um yang juga dikenal sebagai antarmuka udara. BSS berkomunikasi dengan NSSmelalui antarmuka. [1]

Gambar 2.1.Arsitektur Jaringan GSM [1]

Masing-masing bagian utama jaringan GSM tersusun dari bagian-bagian lain yang terpadu untuk mendukung fungsi utamanya. Sedangkan jaringan lain yang dapat berintegrasi dengan jaringan GSM yaitu jaringan selular lain Public Line Mobile Network (PLMN), telepon rumah Public Switched Telephone Network (PSTN), Integrated Services Digital Network (ISDN), dan jaringan yang berbasis internet seperti terlihat pada Gambar 2.2. Public Line Mobile Network (PLMN) adalah jaringan yang dibuat dan dioperasikan oleh pemerintah atau oleh badan operasi yang diakui untuk tujuan khusus untuk menyediakan layanan telekomunikasi selular kepada masyarakat. PLMN memiliki luas cakupan yang besar, memiliki kemampuan bergerak dan memiliki kapasitas yang besar sebagai contoh adalah jaringan NMT, GSM, UMTS.

PSTN adalah jaringan telpon tetap (dengan kabel). PSTN secara umum diatur oleh standar-standar teknis yang dibuat oleh ITU-T, dan menggunakan pengalamatan E.163/E.164 (secara umum dikenal dengan nomor telepon).

ISDN adalah suatu sistem telekomunikasi di mana layanan antara data, suara, dan gambar diintegrasikan ke dalam suatu jaringan, yang menyediakan konektivitas digital ujung ke ujung untuk menunjang suatu ruang lingkup pelayanan yang luas. Para pemakai ISDN diberikan keuntungan berupa fleksibilitas dan penghematan biaya, karena biaya untuk sistem yang terintegrasi ini akan jauh lebih murah apabila menggunakan sistem yang terpisah. [1] Para pemakai juga memiliki akses standar melalui satu set interface pemakai

NSS = Network & Switching Subsystem. BSS = Base Station Subsystem.

(26)

jaringan multiguna standar. ISDN merupakan sebuah bentuk evolusi telepon local loop

yang memepertimbangkan jaringan telepon sebagai jaringan terbesar di dunia telekomunikasi. Di dalam ISDN terdapat dua jenis pelayanan, yaitu:

1. Basic Rate Inteface (BRI) 2. Primary Rate Interface (PRI)

Gambar 2.2. Integrasi jaringan GSM dan jaringan lain

2.2. SMS

SMS merupakan sebuah layanan yang banyak diaplikasikan pada sistem komunikasi tanpa kabel, memungkinkan dilakukannya pengiriman pesan dalam bentuk

alphanumeric antara terminal pelanggan atau antara terminal pelanggan dengan sistem eksternal seperti email, paging, voice mail dan lain-lain. SMS pertama kali muncul di belahan Eropa pada sekitar tahun 1991 bersamaan dengan sebuah teknologi komunikasi

wireless yang saat ini cukup banyak penggunanya. Teknologi digital yang digunakan bervariasi dari yang berbasis GSM, Time Division Multiple Access (TDMA) hingga Code Division Multiply Access (CDMA).

SMS menjadi fenomena tersendiri dalam waktu yang cukup singkat pertumbuhannya sangat tinggi tanpa ada penurunan tariff yang berarti bahkan dapat dikatakan tarifnya mengambil posisi steady state. Biasanya, bahkan dalam kasus layanan telepon bergerak, tarif akan turun seiring dengan meningkatnya pengguna. Fakta lainnya adalah fasilitas SMS dalam telepon bergerak ternyata punya andil cukup besar dalam menarik kaum muda masuk dalam pasar telepon bergerak.

(27)

Center (SMSC), disebut juga dengan Message Center (MC). SMSC merupakan sebuah perangkat yang melakukan tugas store and forward trafic. SMS. Di dalamnya termasuk penentuan atau pencarian rute tujuan akhir dari pesan SMS. Sebuah SMSC biasanya didesain untuk dapat menangani SMS dari berbagai sumber seperti voice mail system

(VMS). Web-based messaging, email integration. External short message entity (ESMS) dan lain-lain. Dalam interkoneksi dengan entitas dalam jaringan komunikasi wireless

seperti Home Location Register (HLR) dan Mobile Switching Center (MSC), SMSC biasanya selalu menggunakan Signal Transfer Point (STP). [3]

Layanan SMS merupakan sebuah layanan yang bersifat non real time. Sebuah pesan SMS dapat disubmit ke suatu tujuan, tidak peduli apakah tujuan tersebut aktif atau tidak. Bila dideteksi bahwa tujuan tidak aktif, maka sistem akan menunda pengiriman ke tujuan hingga tujuan aktif kembali. Pada dasarnya sistem SMS akan menjamin delivery

dari suatu pesan SMS hingga sampai tujuan. Kegagalan pengiriman yang bersifat sementara seperti tujuan tidak aktif akan selalu teridentifikasi sehingga pengiriman ulang pesan SMS akan selalu dilakukan kecuali bila diberlakukan atuan bahwa pesan SMS yang telah melampui batas waktu tertentu harus dihapus dan dinyatakan gagal terkirim.

Karakteristik utama SMS adalah SMS merupakan sebuah sistem pengiriman data yang bersifat out-of-band dengan bandwith kecil. Dengan karakteristik ini, pengiriman suatu burst data yang pendek dapat dilakukan dengan efisiensi yang sangat tinggi. Pada awalnya SMS diciptakan untuk menggantikan layanan paging dengan menyediakan layanan serupa yang bersifat two-way messaging ditambah dengan notification service, khususnya untuk voice mail. Pada perkembangan selanjutnya, muncul jenis-jenis layanan lain seperti email, fax dan integration, information service dan integrasi dengan aplikasi berbasis internet. Selain itu juga berkembang layanan data wireless seperti SIM download for activation, profile editing dan lain-lain yang kemudian mendorong timbulnya layanan-layanan seperti web-based messaging, gaming dan chatting.

2.3. PDU Sebagai Bahasa SMS

(28)

Berikut ini adalah contoh PDU yang diterima oleh HP (New SMS atau Inbox):

07 91 2658050000F0 04 0C 91 265836164900 00 00 506020 31133180 04 C830FB0D

Tabel 2.4. Protocol Data Unit (PDU) [3]

Oktet / Digit

Hexa Keterangan

07

Panjang atau jumlah pasangan digit dari nomor SMSC (service number) yang digunakan, dalam hal ini adalah 7 pasangan (14 digit berikutnya)

91

Jenis nomor SMSC. Angka 91 menandakan format nomor internasional (misal +6281xxx). Untuk 081xxx menggunakan angka 81.

2658050000F0

Nomor SMSC yang digunakan. Karena jumlah digit nomor SMS adalah ganjil, maka digit paling belakang dipasangkan dengan huruf F. Kalau diterjemahkan, nomor SMSC yang digunakan adalah +62855000000 (IM3)

04 Oktet pertama untuk pesan SMS yang diterima

0B Panjang digit dari nomor pengirim (0C hex = 12 desimal) 91 Jenis nomor pengirim (sama dengan jenis nomor SMSC)

265836164900 Nomor pengirim SMS, yang jika diterjemahkan adalah +628563619400

00 Pengenal protokol, dalam hal ini adalah 0 00 Skema pengkodean SMS, juga bernilai 0 506020

311331 80

Waktu pengiriman, yang berarti 05-06-02 (2 Juni 2005), dan jam 13:31:13. Sedangkan 80 adalah Timezone yang digunakan.

04 Panjang dari pesan SMS, dalam hal ini adalah 4 huruf (dalam mode 7 bit).

(29)

PDU digunakan pada pengiriman SMS menggunakan PC, namun pada handphone seri tertentu yang telah support AT+CMGF = 1 maka tidak diperlukan format PDU karena data langsung dikirimkan dalam bentuk teks ASCII.

Koneksi antara komputer dengan handphone dapat menggunakan beberapa cara: 1. Menggunakan kabel data, dimana biasanya spesifik untuk setiap merk handphone.

Untuk handphone Nokia mempunyai kabel data sendiri, begitu juga untuk

handphone Siemens juga mempunyai sendiri. Kabel ini akan terhubung di port COM, atau ada juga yang di USB port.

2. Menggunakan IrDA (Infrared). Nantinya akan tercipta sebuah port COM virtual. 3. Menggunakan Bluetooth, juga menciptakan port COM bayangan.

Yang perlu diperhatikan, jika menggunakan kabel data sebagai alat koneksi pada Windows, adalah direct port-nya harus sesuai dengan handphone yang dipakai.

Berikut ini ketentuan AT+CMGL 1. AT+CMGL=0 : SMS baru

2. AT+CMGL=1 : SMS dalam Inbox (yang sudah terbaca) 3. AT+CMGL=2 : SMS Draft (belum terkirim)

4. AT+CMGL=3 : SMS Outbox (terkirim)

5. AT+CMGL=4 : Seluruh SMS (semua yang ada di Inbox, Outbox, Draft)

2.4. Komunikasi Serial RS232

Komunikasi data serial sangat berbeda dengan format pemindahan data paralel [4]. Disini, pengiriman bit-bit tidak dilakukan sekaligus melalui saluran paralel, tetapi setiap bit dikirimkan satu persatu melalui saluran tunggal (Gambar 2.3).

Gambar 2.3. Pengiriman data serial [4]

(30)

asynchronous. Transmisi mode serial ini digunakan apabila pengiriman data dilakukan satu karakter tiap pengiriman. Antara satu karakter dengan yang lainnya tidak ada waktu antara yang tetap. Karakter dapat dikirimkan sekaligus ataupun beberapa karakter kemudian berhenti untuk waktu yang tidak tentu, kemudian dikirimkan sisanya. Dengan demikian bit-bit data ini dikirimkan dengan periode yang acak sehingga pada sisi penerima data akan diterima kapan saja. Adapun sinkronisasi yang terjadi pada mode transmisi ini adalah dengan memberikan bit-bit penanda awal dari data dan penanda akhir dari data pada sisi pengirim maupun dari sisi penerima.

Format data komunikasi serial terdiri dari parameter - parameter yang dipakai untuk menentukan bentuk data serial yang dikomunikasikan, dimana elemen-elemennya terdiri dari :

1. Kecepatan mobilisasi data per bit (baud rate) 2. Jumlah bit data per karakter (data length) 3. Parity yang digunakan

4. Jumlah stop bit dan start bit

RS232 sebagai komunikasi serial mempunyai 9 pin yang memiliki fungsi masing-masing.

Pin yang biasa digunakan adalah pin 2 sebagai received data, pin 3 sebagai transmited data, dan pin 5 sebagai ground signal. Karakteristik elektrik dari RS232 adalah sebagai berikut :

1. Space (logic 0) mempunyai level tegangan sebesar +3 s/d +25Volt. 2. Mark (logic 1) mempunyai level tegangan sebesar -3 s/d -25 Volt. 3. Level tegangan antara +3 s/d -3 Volt tidak terdefinisikan.

4. Arus yang melalui rangkaian tidak boleh melebihi dari 500 mA., ini dibutuhkan agar sistem yang dibangun bekerja dengan akurat.

Komunikasi serial RS232 digunakan sebagai antarmuka antara komputer dengan mikrokontroler. Agar level tegangan data serial dari mikrokontroler setara dengan level tegangan komunikasi port serial PC, diperlukan MAX232 untuk mengubah ke tegangan TLL/CMOS logic level RS232.

(31)

(32)

Tabel 2.5. (lanjutan) Keterangan pin konektor DB9 (PC serial port) [6].

No pin

Nama

sinyal Description Function

2 RXD Received Data Sebagai penerimaan 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.

2.6. AT Command

AT Command adalah perintah-perintah yang digunakan dalam komunikasi dengan serial port. Dengan AT Command kita dapat mengetahui data dalam ponsel, mengirim sms, membuat panggilan,.dan lain-lain.

Dalam program SMS Server yang akan dibuat, tidak semua perintah AT digunakan. Penulis hanya menggunakan beberapa perintah AT yang ada hubungannya dengan sistem kerja dari program SMS Server. Adapun perintah yang akan digunakan adalah sebagai berikut :

Tabel 2.6. Perintah AT Command [7]

AT-Command Keterangan

(33)

Tabel 2.6. (lanjutan) Perintah AT Command [7]

AT-Command Keterangan

AT+CNMI Untuk mendeteksi pesan SMS baru masuk secara otomatis

AT+CMGL Membuka daftar SMS yang ada pada SIM Card AT+CMGS Mengirim pesan SMS

AT+CMGR Membaca pesan SMS

AT+CMGD Menghapus pasan SMS

ATE1 Mengatur ECHO

AT+COPS? Menampilkan nama operator dari SIM yang digunakan

AT+CBC Mengecek Baterai

AT+CSQ Mengecek Kualitas Sinyal

2.7. Mikrokontroler AVR

Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computing), 8 bit. Semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit (16 bits word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock [8]. 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.

2.7.1. Arsitektur dan Konfigurasi

Pin

ATMega8535

Dalam penelitian ini, mikrokontroler yang digunakan adalah ATMega8535. Mikrokontroler ini dipilih karena spesifikasi dan fitur yang cukup lengkap [8]. Konfigurasi lengkap dari pin ATMega8535 dapat dilihat pada Gambar 2.6. Konfigurasi pin dan arsitektur yang digunakan adalah [8] :

1. Pin 10, merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya / VCC. 2. Pin 11 dan 31, merupakan pin yang berfungsi sebagai ground.

(34)

(35)

Susunan pin eksternal Siemens C35 adalah sebagai berikut [7]: 1. Ground

2. Self-Service Recognition/control battery charger

3. Load Charging voltage & POWER (ignition)

4. No Connection

5. Data output

6. Data input

7. ZUB clock Recognition/control accessories

8. ZUB data Recognition/control accessories

9. Ground for microphone

10. Microphone input

11. Loudspeaker

12. Ground for external speaker

Siemens C35 menggunakan instruksi AT (AT Command Set) untuk pengoperasian perangkat telepon seluler tersebut. Instruksi yang dimanfaatkan pada perancangan perangkat ini ini adalah :

1. ATD

Perintah ini berfungsi untuk melakukan panggilan telepon, misalkan kita melakukan panggilan nomor telepon 0274 834566, maka data yang masuk ke telepon seluler adalah : ATD 0274834566 dalam format ASCII.

2. ATA

Perintah ini berfungsi untuk menerima panggilan telepon yang masuk (answering call).

3. ATH

Perintah ini berfungsi untuk mengakhiri panggilan telepon (separate connection) 4. RING

Panggilan yang masuk ke telepon seluler akan dideteksi sebagai data RING secara berulang-ulang dengan sequence tetap.

Gambar 2.7. Pin eksternal Siemens C35 tampak bawah [7] MIC

ATAS

(36)

(37)

Tabel 2.7. Data awal perancangan rumus

No. Data yang sebenarnya (cm)

Waktu yang diperlukan

untuk memantul ( )

1 3 28

2 9 113

3 15 196

4 20 265

5 25 336

Data awal yang terdapat pada tabel 2.7 Menunjukkan data awal untuk membuat rumus, karena rumus yang terdapat dalam datasheet kurang presisi bila diterapkan dalam sistem ini. Rumus yang didapat adalah jarak=(waktu/14)+1. Pembagian 14 didapat dari konstanta persekutuan terkecil dari data sample. Konstanta tersebut didapatkan nilai 14. Bila data dibagi 14 mendapatkan nilai yang konstan dan mendekati presisi. Penambahan angka 1 didapatkan setelah pembagian 14 karena data yang sebenarnya dan data perhitungan memiliki selisih 1.

(38)

Gambar 2.10. Contoh Diagram Alir Penggunaan Sensor Ultrasonik

(39)

2.10. Liqiud Crystal Display

(LCD)

Liquid Crystal Display (LCD) merupakan Sebuah teknologi layar digital yang menghasilkan citra pada sebuah permukaan yang rata (flat) dengan memberi sinar pada kristal cair dan filter berwarna, yang mempunyai struktur molekul polar, diapit antara dua elektroda yang transparan [10]. Bila medan listrik diberikan, molekul menyesuaikan posisinya pada medan, membentuk susunan kristalin yang mempolarisasi cahaya yang melaluinya.

Teknologi yang ditemukan semenjak tahun 1888 ini, merupakan pengolahan kristal cair merupakan cairan kimia, di mana molekul-molekulnya dapat diatur sedemikian rupa bila diberi medan elektrik seperti molekul-molekul metal bila diberi medan magnet. Bila diatur dengan benar, sinar dapat melewati kristal cair tersebut.

Pada awalnya, teknologi LCD lebih banyak digunakan sebagai layar untuk laptop, komputer desktop juga telah mulai menggunakan monitor yang memakai teknologi LCD ini

Banyak sekali kegunaan LCD dalam perancangan suatu sistem yang menggunakan mikrokontroler.

LCD berfungsi menampilkan suatu nilai hasil sensor, menampilkan teks, atau menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler. LCD yang digunakan adalah jenis LCD M1632. LCD M1632 merupakan modul LCD dengan tampilan 16 x 2 baris dengan konsumsi daya rendah. Modul tersebut dilengkapi dengan mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD.

(40)

Tabel 2.8. Keterangan modul LCD [10]

Pin no Sinyal I/O Fungsi

1 VSS Power Ground

2 VCC Power 2,7 V sampai 5,5, V

3 VEE Power Penggerak LCD

4

RS Input O: Instruction register (write) dan address counter (read)

I: Data register (write dan read)

5 R/W Input Memilih operasi write (O)/read (I)

6 E Input Memilih operasi write/read data

7 .... 10 DB3-DB0 Input/Output Empat high data bus three state

bidirectional

11 ... 14 DB7-DB4 Input/Output Empat high data bus three state

bidirectional

2.10.1. Keuntungan LCD

Salah satu alasan yang membuat LCD menjadi pengganti CRT adalah bentuknya yang jauh lebih langsing. CRT menggunakan tabung untuk menembakkan elektron-elektron yang akan melakukan scanning pada layar dan membuat fosfor pada layar CRT bercahaya dan membentuk gambar.

LCD tidak menggunakan tabung melainkan kristal cair (Liquid Crystal). Ia juga tidak memerlukan tembakan elektron melainkan hanya membutuhkan aliran listrik. Itu sebabnya LCD menjadi lebih langsing dibandingkan CRT.

Bayangkan jika Anda membeli sebuah TV CRT yang berlayar besar, misalnya 29 inci. Layar besar ini akan membutuhkan tabung yang juga besar akibatnya bentuknya menjadi besar dan gemuk dan beratnya secara otomatis juga akan bertambah.

Dengan ukuran layar yang sama LCD akan terlihat lebih langsing tanpa harus menambah ketebalan di bagian belakangnya. Akibatnya juga akan lebih ringan dan memiliki sifat portabilitas yang tinggi.

(41)

Teknologi LCD dapat ditemukan pada kalkulator, jam tangan digital, microwave, termometer dan bermacam peralatan elektronik lainnya. Jadi bukanlah hal yang mengejutkan jika teknologi LCD mengalami perkembangan menjadi televisi.

2.10.2. Cara kerja LCD

LCD menggunakan komponen utama yang berupa kristal cair. Kristal cair ini bukanlah sebuah kristal yang benar-benar berbentuk cair, namun berada diantara cair dan padat. Ia lebih mendekati cair dibandingkan padat. Untuk mengubahnya menjadi benar-benar cair, hanya dibutuhkan sedikit panas. Ia sangat sensitif terhadap suhu, itulah sebabnya mengapa layar LCD pada notebook atau LCD lainnya biasanya akan bereaksi sedikit aneh ketika berada pada cuaca dingin atau panas terik.

Salah satu fitur dari kristal cair adalah mereka mudah bereaksi terhadap arus listrik. Kristal cair ini disusun dengan cara di lilit (twisted) dan di sebut dengan Twisted Nematics

(TN).

Dengan memberikan arus listrik akan membuat kristal cair ini saling melepaskan lilitannya ke dalam bermacam sudut, tergantung dari besarnya arus listrik. LCD menggunakan kristal cair ini karena mereka dapat bereaksi dengan tepat terhadap arus listrik sehingga dapat digunakan untuk mengontrol cahaya.

2.10.3. Gangguan Piksel

Untuk dapat memproduksi beragam warna, pada masing-masing piksel terdapat tiga subpiksel yang terdiri dari warna merah, hijau dan biru (RGB). Kombinasi ketiga warna ini akan mampu menghasilkan 16,8 juta warna. Misalnya sebuah layar memiliki resolusi 1024x768 piksel, ini berarti terdapat 1024 kolom x 768 baris x 3 subpiksel, kita akan memperoleh 2.359.296 transistor.

Jika terdapat masalah pada transistor-transistor ini akan menimbulkan gangguan piksel/piksel mati. Kebanyakan layar matriks aktif memiliki beberapa gangguan piksel pada layar.

2.10.4. Ukuran dan teknologi LCD

(42)

semakin banyaknya transistor yang digunakan maka kemungkinan terdapatnya piksel yang rusak juga cukup besar. Terkadang perusahaan harus me-reject hingga 40 % dari panel yang di rakit. Tingkat reject yang cukup besar ini juga yang menjadi salah satu sebab utama harga LCD menjadi tinggi.

LCD saat ini sudah memiliki bermacam teknologi diantaranya Super Twisted Nematics (STN), Dual Scan Twisted Nematics (DSTN), Ferroelectric Liquid Crystal

(FLC) dan Surface Stabilized Ferroelectric Liquid Crystal (SSFLC).

(43)

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

3.1. Gambaran Sistem

Alat yang akan dibuat sesuai dengan perumusan masalah menggunakan beberapa bagian utama yang saling bekerja sama membentuk sistem pengukuran ketinggian air pada kolam yang nantinya akan dikirim oleh mikrokontroler melalui komunikasi data ke

handphone. Sistem terdiri dari 2 bagian utama yaitu bagian pengukur ketinggian air yang berada kolam dan bagian penerima yang berada di komputer sebagai penerima data ketinggian air. Gambar 3.1. memperlihatkan diagram blok sistem secara keseluruhan.

Gambar 3.1. Diagram blok sistem

Cara kerja sistem adalah sebagai berikut :

(44)

2. Setelah relay maka mikrokontroler akan mengirimkan secara otomatis data ketinggian air.

3. Data kemudian akan diterima oleh mikrokontroler penerima dan antarmuka yang terhubung ke komputer. Data secara otomatis akan dicatat oleh komputer dan dimasukkan ke file database.

4. Apabila data telah diterima, maka secara otomatis atau manual akan mengirimkan balasan ke handphone sebagai validasi.

3.2. Perancangan

3.2.1. Perancangan Piranti Keras

Piranti keras merupakan salah satu bagian sistem yang utama. Supaya sistem dapat bekerja dengan baik, piranti keras yang digunakan harus benar-benar dapat menjalankan fungsinya masing-masing. Sesuai dengan analisa kebutuhan yang telah dijabarkan sebelumnya, piranti keras terdiri dari mikrokontroler, LCD, RS232, dan catu daya.

3.2.1.1. Mikrokontroler

Rangkaian utama dari mikrokotroler ATMEGA8535 adalah rangkaian osilator dan rangkaian power on reset. Rangkaian osilator menggunakan kristal dengan frekuensi 4 MHz dengan dua buah kapasitor 22 pf. Rangkaian power on reset berfungsi untuk menjaga agar pin RST mikrokontroler selalu berlogika rendah saat mikrokontroler mengeksekusi program. Mikrokontroler akan reset pada transisi tegangan rendah ke tegangan tinggi, oleh karena itu pada pin RST dipasang kapasitor yang terhubung ke ground dan resistor ke VCC

(45)

Gambar 3.2. Rangkaian Mikrokontroler ATMEGA8535[8]

3.2.1.2. LCD

Penampil digital dibutuhkan untuk menampilkan data pengukuran supaya dapat dimonitor pada alat pengukur ketinggian air. Pensampil LCD dibutuhkan untuk tampilan huruf dan angka dengan konsumsi daya rendah. Rangkaian dan koneksi LCD ke mikrokontroler ditunjukkan pada gambar 3.3.

Gambar 3.3. Rangkaian LCD [10]

3.2.1.3. Komunikasi Serial RS232

Koneksi antara komputer dengan HP menggunakan komunikasi serial. Komunikasi serial dibangun dengan kabel data serial MAX 232 yang ditunjukkan pada Gambar 3.4.

(46)

Gambar 3.4. Rangkaian Komunikasi serial RS232 [4]

Standar sinyal serial MAX 232 memiliki ketentuan level tegangan sebagai berikut : 1. Logika ‘1’ terletak antara -3 Volt sampai -25 Volt.

2. Logika ‘0’ terletak antara +3 Volt sampai +25 Volt.

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

3.2.1.4. Rangkaian keseluruhan

Gambar 3.5. Rangkaian Keseluruhan

(47)

3.2.2. Perancangan Perangkat Lunak

3.2.2.1. Perancangan Piranti Lunak Mikrokontroler

Untuk menjalankan fungsinya, mikrokontroler membutuhkan suatu piranti lunak dengan kode yang akan tersimpan di memori flash dari ATMEGA8535. Piranti ini tidak akan menghabiskan terlalu besar kapasitas dari flash mikrokontroler dibandingkan dengan bahasa pemrograman lain. Selain itu bahasa pemrogramannya juga masih mudah untuk dipelajari dan dapat dibaca langsung. Perangkat lunak akan dibuat dengan menggunakan

development Code Vision AVR yang menggunakan pemrograman bahasa C.

3.2.2.2. Piranti Lunak Pengirim data

Piranti lunak pengirim data berperanan untuk mengolah data ketinggian air menjadi data angka serta menampilkan di LCD dan mengirimkannya ke handphone

melalui serial data yang dikoneksikan ke komputer. Diagram alir perancangan piranti lunak pengirim data ditunjukkan pada Gambar 3.6.

(48)

(49)

Gambar 3.8. Diagram Alir Pengiriman Data Setting

3. 2.2.3. Piranti Lunak Antarmuka Komputer

Supaya data dapat diolah oleh komputer maka data dari sensor ketinggian air yang ada pada kolam perlu diolah dan dikonversi ke data serial dengan kecepatan data yang lebih tinggi. Oleh karena itu suatu piranti lunak yang akan melakukan kontrol diperlukan untuk konversi tersebut. Diagram alir piranti lunak yang akan dibangun ditunjukkan pada Gambar 3.9. Data yang nantinya akan disimpan ke database komputer adalah level air, set

(50)

Gambar 3.9. Diagram alir Piranti Lunak Antarmuka Mikrokontroler

3.2.2.4. Perancangan Piranti Lunak Komputer

Piranti lunak komputer dibangun dengan menggunakan bahasa pemrograman visual

basic dari Microsoft. Piranti lunak ini berfungsi utnuk melakukan pencatatan data ketinggian air dan menyimpan dalam suatu sistem database. Diagram alir perancangan piranti lunak komputer ditunjukkan pada Gambar 3.10.

(51)

(52)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Gambar Fisik Hardware

Dalam penelitian ini, hardware yang dibuat terdiri dari rangkaian pompa air, sensor

ultrasonik, LCD, handphone, tombol akses manual, komunikasi serial, minimum system

mikrokontroler, rangkaian regulator tegangan, dan model kolam ikan. Gambar fisik seluruh

hardware dapat dilihat pada Gambar 4.1 dan Gambar 4.2 a-e.

Gambar 4.1 Rangkaian keseluruhan

(a) (b) (c)

Gambar 4.2 (a) Rangkaian pompa, (b) Sensor Ultrasonik, (c) LCD, (d) Handphone,

(53)

(d) (e)

Gambar 4.2 (lanjutan) (a) Rangkaian pompa, (b) Sensor Ultrasonik, (c) LCD, (d) Handphone, (e) Rangkaian elektronis

4.2. Pengujian SMS Perintah

Pengujian SMS perintah dilakukan untuk mengetahui hasil pengolahan SMS perintah dan eksekusi pada prototype kolam ikan. Pengujian dilakukan dengan mengirim seluruh SMS perintah sesuai dengan format SMS perintah pada perancangan. Pengujian masing-masing percobaan dilakukan 10 kali dan selalu berhasil.

Data awal yang dimasukkan disimpan di EEPROM dan selanjutnya data tersebut dapat diganti sesuai dengan kebutuhan pengguna. SMS yang diterima oleh handphone akan diolah oleh mikrokontroler dan dibandingkan dengan data yang tersimpan di EEPROM mikrokontroler. Data perubahan nomor pengguna, data interval SMS periodik dan data kontrol set point akan selalu disimpan di EEPROM.

Kondisi awal untuk pengujian adalah set point 10 cm, ketinggian air 10 cm, SMS periodik 5 menit, nomor penerima 1 085643929717, kondisi On, nomor penerima 2 08994108477, kondisi off.

Tabel 4.1 Format SMS yang dikirim dan yang diterima No SMS yang di kirim

dari pengguna

SMS yang diterima oleh pengguna

Keterangan Sukses atau gagal

1 SMS ON CONTROL SET : TINGGI LEVEL AIR : 10 CM, SET POINT : 10 CM, INTERVAL SMS: 5 MENIT, REG1:ON 085643929717, REG2:OFF 08994108477.

Set pengiriman SMS on

Sukses

2 SMS OFF SMS CONTROL : PENGIRIMAN SMS DIMATIKAN

Set pengiriman SMS off

(54)

Tabel 4.1 (lanjutan) Format SMS yang dikirim dan yang diterima

No SMS yang di kirim dari pengguna

Keterangan Sukses atau gagal

3 REG1 ON CONTROL SET : TINGGI LEVEL AIR : 10 CM, SET POINT : 10 CM, INTERVAL SMS: 5 MENIT, REG1:ON 085643929717, REG2:OFF 08994108477.

Seting register1 on, nomor SMS: 5 MENIT, REG1:OFF 085643929717, REG2:OFF 08994108477.

Seting register1 off, nomor terdaftar 1 tidak sukses akan menerima SMS

Sukses

5 REG1 08154398427

CONTROL SET : TINGGI LEVEL AIR : 10 CM, SET POINT : 10 CM, INTERVAL SMS: 5 MENIT, REG1:ON 08154398427, REG2:OFF 08994108477.

Ubah nomor penerima SMS 1 menjadi SMS: 5 MENIT, REG1:ON 085643929717, REG2:ON 08994108477.

Seting register2 on, nomor SMS: 5 MENIT, REG1:ON 085643929717, REG2:OFF 08994108477.

Seting register2 off, nomor terdaftar 2 tidak akan menerima SMS

Sukses

8 REG2 08154398427

CONTROL SET : TINGGI LEVEL AIR : 10 CM, SET POINT : 10 CM, INTERVAL SMS: 5 MENIT, REG1:ON 085643929717, REG2:OFF 08154398427.

Ubah nomor penerima SMS 2 menjadi SMS: 5 MENIT, REG1:ON 085643929717, REG2:OFF 08994108477.

Ubah

pengaturan set point menjadi 13 cm

(55)

Tabel 4.1 (lanjutan) Format SMS yang dikirim dan yang diterima

No SMS yang di kirim dari pengguna

Keterangan Sukses atau gagal SMS: 5 MENIT, REG1:ON 085643929717, REG2:OFF terdapat di alat

sukses

terkini di kolam

Sukses

13 PULSA *388# SALDO PULSA : PULSA UTAMA RP. 2147. AKTIF 16/02/11, TENGGANG

Data pengiriman SMS dari nomor asing (nomor yang tidak terdaftar dalam reg 1 dan reg 2) Tabel 4.2. Pengujian dengan nomor asing

No. Nomor pengirim SMS yang dikirim Status sistem

1. 085643348439 Set 10 Mengubah set point menjadi 10 cm

2. 085643348439 Seting Mengirimkan seting yang terdapat dalam sistem

3. 085643348439 Int 5 Mengubah interval sms periodik menjadi 5 menit

4. 085643348439 Kirim sms Menghapus SMS yang diterima dan tidak

mengubah kondisi sistem karena format SMS tidak dikenal

5. 081215566772 Set 10 Mengubah set point menjadi 10 cm

6. 081215566772 Seting Mengirimkan seting yang terdapat dalam sistem

7. 081215566772 Int 5 Mengubah interval sms periodik menjadi 5 menit

8. 081215566772 Kirim sms Menghapus SMS yang diterima dan tidak

(56)

Seluruh SMS yang direspon dengan baik oleh mikrokontroler sesuai dengan perancangan. Mikrokontroler langsung mengirimkan SMS keadaan status terakhir ke pengguna saat pengguna mengirimkan SMS perintah. Salah satu kekurangan dari sistem ini adalah ketidakamanan sistem. Pengujian SMS dari nomor yang tidak terdaftar dalam register1 dan register 2 dilakukan menggunakan 2 nomor yang berbeda, data yang diambil ditunjukkan pada tabel 4.2. Sistem ini tidak aman karena jika ada SMS dari nomor asing (nomor yang tidak terdaftar), maka mikrokontroler akan menghapus SMS tersebut tetapi tetap menjalankan perintah, hal ini dikarenakan sistem hanya membaca perintah dari SMS yang masuk tetapi tidak membaca nomor pengirim. Nomor register1 dan nomor register2 digunakan untuk mengirimkan SMS periodik yang telah disimpan dalam mikrokontroler. Pengujian SMS periodik dilakukan 3 kali nilai yang berbeda yaitu 5 menit, 10 menit dan 15 menit. Setiap nilai dilakukan pengujian sebanyak 5 kali. Hasil dari pengujian SMS periodik tersebut ditunjukkan tabel 4.3.

Tabel 4.3 Pengujian SMS periodik

No. Nilai SMS periodik Waktu yang ditunjukkan Rata-rata interval waktu SMS yang diterima (menit)

1. 5 10:03, 10:08, 10:13 5:02

2. 10 10:16,10:26,10:36 10:05

3. 15 10:30,10:45,11:00 15:05

(57)

4.3 Pengujian ketinggian air

Pengujian ketinggian air dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan posisi pompa memasukkan air aktif (ketinggian air semakin bertambah) dan pompa mengeluarkan air aktif (ketinggian air semakin berkurang). Data yang diambil masing-masing cara sebanyak 5 kali pengambilan dengan ketinggian air yang berbeda-beda. Tingkat ketelitian sensor adalah 1 cm. Hasil yang didapat terdapat di Tabel 4.5 dan Tabel 4.6. Set point maksimum adalah 25 cm. Jika set point melebihi 25 cm maka sistem akan memaksa menjadikan set point menjadi 25 cm. Listing program set point maksimum adalah sebagai berikut :

else if ( strncmpf( buffer,keyD,4 )==0 ) { i=0,j=0,k=4,temp=0;

while (isalnum(msg[k])) temp=(temp*10)+toint( msg[k++] ); if ( temp>=25 ) temp=25;

setpoint=temp,setpoint_e=setpoint;

sprintf(buffer,"SETPOINT: %2d CM ", setpoint ); lcd_gotoxy(0,1); lcd_puts(buffer);

send_sistem=1; delay_ms(2000);

Tabel 4.4 Data awal perancangan rumus

No. Data yang sebenarnya (cm)

Waktu yang diperlukan

untuk memantul ( )

Perhitungan data 1 cm

1 3 28 9,333

2 9 113 12,555

3 15 196 13,066

4 20 265 13,25

5 25 336 13,44

Data per centimeter didapatkan dariwaktu pemantulan dibagi dengan jarak yang sebenarnya. Data yang didapat tidak stabil sehingga perhitungan untuk rumus menggunakan metode KPK (konstanta Persekutuan Terkecil). Dengan perhitungan tersebut didapat nilai 14.

(58)

angka 1 didapatkan setelah pembagian 14 karena data yang sebenarnya dan data perhitungan memiliki selisih 1.

Hasil pengujian ketinggian air dalam sistem ditunjukkan pada tabel 4.5 dan tabel 4.6. Pengujian sistem dilakukan dengan set point yang berbeda. Pengambilan data dilakukan dengan 2 cara, yaitu saat pompa memasukkan air aktif dan saat pompa mengeluarkan air aktif.

Tabel 4.5 Pompa memasukkan air aktif (ketinggian air bertambah) No SMS yang

Tabel 4.6 Pompa mengeluarkan air aktif (ketinggian air berkurang) No SMS yang

dikirim

Set point

(cm)

Ketinggian air di kolam (cm)

Gambar 4.4 Grafik waktu terhadap ketinggian air

0

110 125 140 155 170

(59)

Gambar 4.4 (lanjutan) Grafik waktu terhadap ketinggian air

110 125 140 155 170

ket

105 115 125 135

(60)

Gambar 4.4 (lanjutan) Grafik waktu terhadap ketinggian air

Waktu respon sistem membaca SMS adalah 16 detik setelah SMS diterima, sedangkan untuk menjalankan pompa air membutuhkan waktu 26 detik setelah SMS diterima.

Saat memasukkan air (pompa memasukkan air aktif) terdapat error rata-rata -1 cm. Pengukuran air akan berubah ketika air sudah melebihi angka pengukuran yang sebenarnya misal saat ketinggian air 7,2 cm, maka sensor sudah membaca ketinggian air 8 cm. Hal ini terjadi karena ada penambahan 1 angka dalam program PORTA.6=0; jarak=(jarak/14)+1; rumus tersebut didapatkan dari trial and error, karena jika menggunakan rumus yang terdapat dari datasheet, terjadi error yang sangat besar. Penulis menggunakan rumus sendiri untuk mendapatkan hasil yang mendekati kondisi yang sebenarnya. Secara keseluruhan, error yang terjadi tidak mengubah kerja alat dan alat sudah bekerja sesuai dengan perancangan.

Listng program pengukur jarak adalah sebagai berikut:

unsigned int read_level() // READ DATA SENSOR {

jarak=0,PORTA.6=0;

DDRA.6=1,delay_ms(10); #asm("cli") PORTA.6=1,delay_us(10),PORTA.6=0;

DDRA.6=0,delay_us(300),PORTA.6=1; while ( !PINA.6 ); while ( PINA.6 )

++jarak,delay_us(1); #asm("sei") PORTA.6=0; jarak=(jarak/14)+1;

if ( jarak>=300 ) jarak=300; if ( jarak >= dasar ) level=0; else level=dasar-jarak;

(61)

return level; }

4.4 Pengujian pengiriman data ke komputer

Pengujian rangkaian komunikasi serial dilakukan untuk mengetahui keberhasilan pengiriman data antara PC dan mikrokontroler. Pengujian dilakukan dengan menggunakan bantuan software hyperterminal. Pengiriman data ke komputer dilakukan dengan menggunakan kabel serial RS-232. Data yang dikirimkan adalah data ketinggian air, set point , waktu, REG1 dan REG2. Data yang dikirimkan berupa data ASCII.

Pengujian yang dilakukan menggunakan hyperterminal dengan baudrate 19200. Gambar 4.5 menunjukkan hyperterminal menerima data yang dikirim oleh mikrokontroler. Mikrokontroler mengirimkan data ke komputer dengan format "+LV:%d,SP:%d,TI:%d.%02d:%02d, SM: ON/OFF,

R1:ON/OFF, Nomor HP 1, R2:ON/OFF, Nomor HP 2" dengan +LV adalah tinggi level air, SP

adalah set point, TI adalah set clock SMS periodik, SM adalah pengaturan pengiriman pesan, sedangkan R1 dan R2 adalah status nomor register 1 dan 2.Gambar 4.6 menunjukkan program dari

visual basic menerima data yang di kirimkan oleh mikrokontroler. Data yang terlihat menunjukkan bahwa komputer menerima dengan baik data yang dikirimkan oleh mikrokontroler dan sesuai

dengan perancangan.

(62)

Gambar 4.6 Tampilan pengujian program di komputer

4.5 PEMBAHASAN PERANGKAT LUNAK (

SOFTWARE

)

4.5.1 Pembahasan Program pada Komputer

Masukan data di komputer menggunakan data ASCII yang dikirim oleh mikrokontroler

melalui komunikasi serial RS 232. Data tersebut diolah dan ditampilkan oleh program keadaan

ketinggian air dan pengaturan dalam mikrokontroler.

Tampilan menu dalam program di komputer adalah Connect/disconnect, setting, dan close

seperti terlihat di Gambar 4.7. Fungsi dari masing-masing tombol adalah :

1. Connect/disconnect : menu Connect akan mengaktifkan program untuk mengolah data yang dikirimkan oleh mikrokontroler. Tulisan Connect akan merubah menjadi disconnect jika program berhasil terhubung dengan mikrokontroler.

2. Setting : menu setting akan mengarahkan ke sub menu untuk mengatur koneksi com port

dan baudrate.

3. Close : menu close akan menghentikan program dan keluar dari program.

(63)

Pengambil data memerlukan pemilahan agar data yang diperoleh dapat disesuaikan

dengan jenisnya. Data yang ditampilkan di list adalah data waktu, level air dan set point . Program memperoleh data waktu dari sistem di komputer. Pengolahan pemilahan data menggunakan trim

lalu disimpan ke dalam variabel, agar mendapatkan konstanta level air dan set point diperlukan pemilahan lagi. Setiap data mengandung karakter “:”, karakter tersebut digunakan sebagai penanda

awal konstanta. Pengambilan nilai data menggunakan trim, level air menggunakan variabel

“wtrlvl” dan set point menggunakan variabel “setpoi”. Tampilan program setelah dipilah dapat dilihat pada Gambar 4.8.

Gambar 4.8. Tampilan program setelah dipilah

Listng program untuk pemilahan data adalah sebagai berikut:

Private Sub HandleCommData(Data$) crtlin$ = Data

If Right(crtlin$, 2) = vbCrLf Then crtlin$ = Trim(Left(crtlin$, Len(crtlin$) - 2)) If crtlin$ <> "" Then

Select Case Left(crtlin$, 1) Case "+"

If Left(crtlin$, 4) = "+LV:" Then linlen& = Len(crtlin$)

infptr& = 0

lvlinf$ = Trim(ListMember(crtlin$, infptr&)) spoinf$ = Trim(ListMember(crtlin$, infptr&)) smsinf$ = Trim(ListMember(crtlin$, infptr&)) rg1inf$ = Trim(ListMember(crtlin$, infptr&)) rg2inf$ = Trim(ListMember(crtlin$, infptr&))

If lvlinf$ <> "" Then

colpos% = InStr(lvlinf$, ":") If colpos% > 0 Then

wtrlvl# = Val(Trim(Right(lvlinf$, Len(lvlinf$) - colpos%))) End If

End If

If spoinf$ <> "" Then

colpos% = InStr(spoinf$, ":") If colpos% > 0 Then

(64)

Pengguna juga dapat melihat log yang dikirim dari mikrokontroler seperti di hyperterminal.

Log tersebut merupakan control program dapat menerima dengan baik atau tidak. Data tersebut dapat dilihat di textbox bagian bawah. Tampilan akan terlihat seperti pada Gambar 4.9.

Gambar 4.9. Tampilan program TxtLog

Listng program untuk log adalah sebagai berikut:

Private Sub AppendLog(Log$) maxlen& = 1000

cutsiz& = 300

If Len(TxtLog.Text) >= maxlen& Then crtlog$ = TxtLog.Text

TxtLog.SelStart = Len(TxtLog.Text) + 1 TxtLog.SelLength = 0

TxtLog.SelText = Log End Sub

Program dapat bekerja dengan baik jika program terhubung ke perangkat, program

(65)

program ini koneksi port dan baudrate dapat dipilih sesuai dengan alat. Jika alat tidak terhubung, maka akan muncul kotak dialog yang berisi letak kesalahan tersebut. Gambar 4.10 menunjukkan

pesan untuk kesalahan koneksi.

Gambar 4.10 kesalahan koneksi port.

Listng program untuk melakukan koneksi ke mikrokontroler adalah sebagai berikut:

Private Sub CmdConnect_Click() If Not Comm.PortOpen Then On Error Resume Next

bautxt$ = Choose(mBaudRate, "4800", "9600", "19200") Comm.CommPort = mCommPort

Comm.Settings = bautxt$ + ",N,8,1" Comm.PortOpen = True

errflg& = Err errdsc$ = Error On Error GoTo 0 ResetComControls

If errdsc$ <> "" Then

If Right(errdsc$, 1) <> "." Then errdsc$ = errdsc$ + "." erhinf$ = Hex(errflg&)

erhinf$ = String(8 - Len(erhinf$), "0") + erhinf$ errdsc$ = vbLf + "Error " + erhinf$ + ": " + errdsc$ End If

If Not Comm.PortOpen Then

errinf$ = "Koneksi serial via COM" + Format(mCommPort, "#0") + " gagal." + errdsc$