i
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat
memperoleh gelar Sarjana Teknik pada
Program Studi Teknik Elektro
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma
Disusun oleh :
ARDHY SIGIT PERMANA PUTRA
NIM : 065114001
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
ii
In partial fulfilment of the requirements
For the degree of Sarjana Teknik
Electrical Engineering Study Program
Electrical Engineering Department
Science and Technology Faculty Sanata Dharma University
By :
ARDHY SIGIT PERMANA PUTRA
NIM : 065114001
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
v
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, 16 November 2009
vi
Pada awalnya SMS digunakan hanya sebagai sarana untuk pertukaran informasi. Perkembangan selanjutnya SMS dapat diintegrasikan dengan suatu sistem kendali sebagai media pengiriman data kendali untuk mengontrol sistem kendali dari jarak jauh seperti pada sistem keamanan ruangan.
Dalam implementasi tugas akhir ini sistem keamanan ruangan dirancang untuk mengirimkan SMS ke user dan perekaman video pada saat terjadi suatu kondisi tidak aman pada ruangan seperti adanya kebakaran yang ditandai dengan kenaikan suhu ruangan atau pembobolan ruangan melalui pintu ataupun jendela. Selain itu sistem bisa mengatur akses masuk ruangan melalui kode akses masuk ruangan yang dikirimkan melalui media SMS kepada user yang selanjutnya kode tersebut akan dimasukan melalui
keypad. Pada sistem ini menggunakan mikrokontroler AVR Atmega 8535, HP C55, limit switch, sensor LM 35 dan webcam.
Pada pengujian sistem ini mampu bekerja dengan baik sesuai perancangan yang dilakukan yaitu mampu mengenali SMS dari user, mengirimkan SMS ke user serta merekam video saat terjadi kondisi tidak aman pada ruangan. Sistem ini juga mampu mengirimkan SMS ke user berisi password untuk mengakses ruangan.
vii
In the beginning, SMS is only used as a facility of sending and receiving the information. In the following development, SMS can be integrated with a remote control system as a media of data transmission system to control it from long distance as in the system of room security.
On the implementation of the final exam, the system of room security in designed to send SMS to the user and record the video whe there are insecure conditions like fire that is shown by increasing the temperature of the room, or break into the room through the door of windows. Besides, this system can manage the acces of entering the room through the acces code. This code is sent to the user by SMS media and it will be registered throught the keypad. This system using microcontroller AVR Atmega 8535, HP C55, limit switch, sensor LM35 and a webcam.
On testing, this system was able to work well because it was compatible with the design. It was able to identify SMS from the user, send SMS to the user, and record the video when there were insecure conditions in the room. The system was also able to send SMS to the user containing password to acces the room.
viii
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma:
Nama : Ardhy Sigit Permana Putra
Nomor Mahasiswa : 065114001
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul:
SISTEM KEAMANAN RUANGAN
Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengolahnya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet dan media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu minta ijin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal: 16 November 2009
Yang menyatakan
ix
Puji syukur kepada Tuhan atas segala karunia-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan penulisan karya tugas akhir ini. Tugas akhir berjudul : “Sistem Keamanan Ruangan”.
Tugas akhir ini ditulis untuk memenuhi salah satu syarat dalam memperoleh gelar sarjana teknik pada program studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma.Penulisan skripsi ini didasarkan pada hasil-hasil yang penulis peroleh pada saat perancangan alat, pembuatan alat, sampai pada hasil pengujian pengujian alat.
Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada beberapa pihak yang telah memberikan banyak bimbingan, bantuan, dan arahan sehingga laporan ini dapat diselesaikan, diantaranya :
1. Allah SWT, pelindung dan penuntun hidupku
2. Ibu Ir. Theresia Prima Ari Setiyani, M.T. selaku dosen pembimbing skripsi yang telah memberikan masukan, arahan, serta bimbingan selama pengerjaan rugas akhir ini.
3. Bapak Ir. Tjendro selaku dosen Jurusan Teknik Elektro yang telah membantu dalam memberikan arahan serta masukan dalam pengerjaan proyek ini dan telah memberikan bimbingan sehingga penulis dapat menyelesaikan proyek ini dengan baik.
4. Bapak dan Ibu dosen Jurusan Teknik Elektro yang telah mendidik dan mengajarkan banyak hal yang berguna untuk masa depan penulis.
5. Seluruh staf sekretariat yang telah membantu penulis dalam mengurus semua masalah administrasi selama perkuliahan di Universitas Sanata Dharma ini.
6. Para laboran prodi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma.
7. Ayah, Ibu, dan adik yang telah memberikan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini tepat waktu.
x
10. Buat teman-teman kost : Adrianus Chandra Opat, Maxnisianus Ngongo Rengga, Umbu Makabumbu, Bahrul, Andi Putra, Melania Tisera, Edita Prestiwi Ayu yang telah memberikan dukungan dan meminjaman komputer untuk mengerjakan skripsi ini.
11. Buat teman-temanku : Thomas Supriadi, Gregorius Widya Mantri, Henry Rawung yang memberikan bantuan kepada penulis sehingga tugas akhir ini dapat selesai. 12. Teman-teman angkatan 2005 , 2006 dan semua pihak yang telah terlibat yang
tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, terimakasih atas semua dukungannya.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih banyak terdapat kekurangan. Segala kritik dan saran dari berbagai pihak penulis terima untuk perkembangan selanjutnya. Semoga karya tulis ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Terimakasih.
Yogyakarta, 16 November 2009 Penulis,
xi
Halaman Judul ……… i
Halaman Judul (Inggris) ……… ii
Lembar Pengesahan oleh Pembimbing ……… iii
Lembar Pengesahan oleh Penguji ……… iv
Lembar Pernyataan Keaslian Karya ………. v
Intisari ………. vi
Abstract ………... vii
Lembar Pernyataan Persetujuan Publikasi Karya Ilmiah ………. viii
Kata Pengantar ………. ix
Daftar Isi ……… xi
Daftar Gambar……… xv
Daftar Tabel ……… xvi
Bab I Pendahuluan ……… 1
1.1 Judul ……… 1
1.2 Latar Belakang ……… 1
1.3 Tujuan dan Manfaat ……… 3
1.4 Batasan Masalah ………. 3
1.5 Metodologi Penelitian ……….. 4
Bab II Dasar Teori 2.1 Mikrokontroler AVR ATmega8535 ……… . 6
2.2 Konsep Komunikasi Serial ……… 8
2.3 Port Serial ……… 9
2.4 RS 232 ………... 10
xii
2.8 Transistor ………. 14
2.9 Webcam……… 17
2.10 Short Messaging Service………. 17
2.11 Format SMS ………... 18
2.12 AT COMMAND ………... 22
2.13 Pemrograman Visual Basic………. 23
2.13.1. Tampilan Awal Pada Visual Basic ……… 24
2.13.2. Toolbar……….. 24
2.13.3. Form Window……… 24
2.13.4. Toolbox……….. 25
2.13.5. Project Explorer……… 26
2.13.6. Properties Window……… 26
2.13.7. Form Layout Windows……….. 27
2.13.8. Komunikasi Serial Pada Visual Basic………... 27
Bab III Rancangan Penelitian 3.1 Diagram Blok Sistem Keamanan Ruangan ……… 29
3.1.1 Limit Switch ……… 29
3.1.2 Keypad……… 30
3.1.3 Rangkaian Mikrokontroler ……… 30
3.1.4 LCD ……… 32
3.1.5 Rangkaian RS 232 ……….. 33
3.1.6 Rangkaian Driver……… 34
3.1.7 Spesifikasi PC dan Webcam ……… 36
3.2 Perancangan Perangkat Lunak ……… 36
3.2.1 Perancangan Program Utama ……… 36
3.2.1.1 Perancangan Program Pengecekan SMS Masuk Server ………. 37
3.2.1.2 Perancangan Program TurnonSistem… 39
3.2.1.3 Perancangan Program Send Password… 40
xiii BAB IV Hasil Pengamatan dan Pembahasan
4.1 Pengujian Rutin Cek SMS Masuk ………. 55
4.2 Pengujian Rutin TurnonSistem ………. 58
4.3 Pengujian Rutin Pengecekan Kondisi Sensor ……… 60
4.4 Pengujian Rutin Send Password……… 63
BAB V Kesimpulan dan Saran ………... 67
5.1 Kesimpulan ……… 67
5.2 Saran ……….. 67
Daftar Pustaka ……… 69
xiv
Gambar 2.1 Pin ATmega8535 ……… 8
Gambar 2.2 Frame Komunikasi Serial ……….. 8
Gambar 2.3 Konfigurasi Port Serial DB9 ………. 9
Gambar 2.4 MAX 232 ……….. 12
Gambar 2.7 Sensor LM 35 ……… 12
Gambar 2.8 Modul LCD Karakter 2x16 ……….. 13
Gambar 2.9 Karakteristik Transistor ………. 15
Gambar 2.10 Konfigurasi transistor sebagai saklar ………. 16
Gambar 2.11 Arsitektur Dasar Jaringan SMS ………. 17
Gambar 2.12 Visual Basic IDE (Integrated Development Environment) … 23 Gambar 2.13 Toolbar ………… 24
Gambar 2.14 Form Window ……… 25
Gambar 2.15 Toolbox ……….….. 25
Gambar 2.16 Project Explorer ……….. 26
Gambar 2.17 Properties Window……… 26
Gambar 2.18 Layout Windows ……… 27
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem Keamanan Ruangan ……….. 29
Gambar 3.3 Rangkaian Limit Switch……….. 30
Gambar 3.4 Rangkaian Keypad………. 30
Gambar 3.5 Rangkaian Mikrokontroler ………. 31
Gambar 3.6 Rangkaian LCD ……….. 32
Gambar 3.6 Rangkaian RS 232 ……….. 34
xv
Gambar 3.10 Flowchart Program Turnon Sistem ……….. 40
Gambar 3.11 Flowchart Program Send Password……….. 41
Gambar 3.12 Flowchart Pengecekan Kondisi Sensor ……… 43
Gambar 4.1 (a) Prototipe Ruangan ……….. 54
xvi
Tabel 2.1 Pin dan Fungsi LCD ……… 13
Tabel 2.2 Tabel SMSC ……… 18
Tabel 2.3 Tabel Skema 7 bit ………. 21
Tabel 3.1 Tabel Pengiriman SMS ………. 44
Tabel 3.2 Kode PDU Pesan “Sistem idle” ………. 44
Tabel 3.3 Kode PDU Pesan “Sistem aman” ………. 45
Tabel 3.4 Kode PDU Pesan “Sistem aktif” ……… 45
Tabel 3.5 Kode PDU Pesan “Jendela buka” ……….. 45
Tabel 3.6 Kode PDU Pesan “Pintu buka” ………. 46
Tabel 3.7 Kode PDU Pesan “Danger suhu” ……….. 46
Tabel 3.8 Kode PDU Pesan “Danger pintu” ………. 46
Tabel 3.9 Kode PDU Pesan “Danger jendela” ……….. 47
Tabel 3.10 Kode PDU Pesan “11111111” ………. 47
Tabel 3.11 Kode PDU Pesan “12587965” ………. 48
Tabel 3.12 Kode PDU Pesan “46543227” ………. 48
Tabel 3.13 Kode PDU Pesan “44587964” ……… 48
Tabel 3.14 Kode PDU Pesan “58795422” ………. 49
Tabel 3.15 Kode PDU Pesan “57841264” ………. 49
Tabel 3.16 Kode PDU Pesan “45879312” ………. 49
Tabel 3.17 Kode PDU Pesan “55874461” ………. 50
Tabel 3.18 Kode PDU Pesan “58793645” ………. 50
Tabel 3.19 Kode PDU Pesan “51247896” ……….. 50
xvii
Tabel 3.23 Kode PDU Pesan “Turnon sist” ……… 52
Tabel 3.24 Kode PDU Pesan “Send passwd” ……… 52
Tabel 3.25 Kode PDU Pesan “Cek kondisi”………. 53
Tabel 4.1 Tabel Pengiriman Pesan dan Respon Alat ……… 55
Tabel 4.2 Tabel Pengecekan Kondisi Pintu dan Jendela dalam kondisi Idle….. 58
Tabel 4.3 Tabel Respon Sistem Dalam Kondisi Aktif ………. 60
1
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Salah satu keinginan setiap orang adalah merasakan keamanan baik keamanan diri maupun lingkungan sekitarnya, Sehingga orang berpikiran untuk membuat suatu alat yang bisa memberi rasa aman pada seseorang.
Hal tersebut yang mendasari pembuatan suatu sistim keamanan khususnya keamanan ruangan pada tugas akhir ini. Seperti diketahui banyak sekali sistem keamanan ruangan yang sudah dipakai masyarakat. Tetapi, sistem keamanan yang bisa memberikan informasi berupa SMS (short message service) dan merekam video pada saat terjadi kondisi tidak aman seperti kebakaran, pembobolan ruangan melalui pintu atau jendela masih sangat sedikit [1].
Pada tugas akhir ini, penulis akan membuat suatu sistem keamanan ruangan yang mengintegrasikan mikrokontroler AVR, keypad, limit switch, sensor suhu LM35, handphone C55, buzzer, solenoid, webcam genius dan PC. Limit switch berfungsi sebagai penanda open atau closed pada pintu dan jendela, sensor suhu LM35 berfungsi sebagai pengukur suhu ruangan, keypad untuk memasukkan
password akses masuk ruangan, handphone C55 berfungsi sebagai media penerima SMS dari user dan media pengirim SMS ke user, mikrokontroler berfungsi untuk mengolah data masukan dari limit switch, sensor suhu LM35, SMS handphone C55 dan input dari keypad, solenoid berfungsi untuk mengunci pintu, sedangkan PC dan webcam akan merekam video ruangan yang dikontrol melalui mikrokontroler.
Sistem keamanan ruangan ini akan mengatur akses masuk ruangan melalui kode akses masuk ruangan yang dikirimkan melalui media SMS kepada user yang selanjutnya kode tersebut akan dimasukan melalui keypad. Pada saat terjadi suatu kondisi tidak aman pada ruangan seperti adanya kebakaran yang ditandai dengan kenaikan suhu ruangan atau pembobolan ruangan melalui pintu ataupun jendela sistem ini akan membunyikan buzzer, mengirimkan SMS ke user dan merekam video ruangan secara otomatis.
1.2
Tujuan dan Manfaat
Skripsi ini bertujuan :1. Menghasilkan sistem keamanan ruangan yang bisa dikendalikan dari jarak jauh melalui media SMS seperti mengaktifkan atau menonaktifkan sistem, mengunci pintu dan mematikan buzzer.
2. Menghasilkan sistem keamanan yang bisa memberikan informasi ke pemilik ruangan melalui media SMS dan merekam video pada saat terjadi kondisi tidak aman pada ruangan seperti adanya kebakaran yang ditandai dengan kenaikan suhu ruangan dan pembobolan ruangan melalui pintu ataupun jendela.
Beberapa manfaat yang diharapkan dengan adanya skripsi ini adalah : 1. Menjadi salah satu alternatif sistem keamanan ruangan yang bisa
diterapkan pada masyarakat luas.
2. Sebagai alat bantu penelusuran terhadap tindakan kejahatan seperti pencurian melalui video yang terekam.
1.3
Batasan Masalah
Batasan masalah dalam pembuatan sistem keamanan ruangan adalah :
1. Menggunakan handphone C55 sebagai media penerima SMS dari user dan media pengirim SMS ke user.
2. Menggunakan webcam Genius Look 316 untuk mengambil video secara otomatis dan software untuk merekam video menggunakan softwareCam Source.
4. Menggunakan solenoid untuk mengunci pintu.
5. Menggunakan keypad untuk memasukan password pembuka pintu ruangan. 6. Menggunakan pompa wiper mobil untuk mengalirkan air ke dalam ruangan.
1.4 Metodologi Penelitian
Metodologi penelitian yang dipakai untuk tugas akhir adalah sebagai berikut :
1. Studi Literatur
Mempelajari prinsip kerja SMS yang dilanjutkan dengan pembelajaran tentang karakteristik SMS, program bahasa basic pada Bascom AVR, Mikrokontroller AVR ATmega8535 dan komunikasi serial.
2. Perancangan dan pembuatan alat serta program, seperti algoritma, flow chart,
layout rangkaian.
Untuk mengintegrasikan hubungan antara mikrokontroler AVR, keypad,
limit switch, sensor suhu LM35, handphone C55, buzzer, solenoid, webcam dan PC diperlukan perancangan perangkat keras meliputi mikrokontroler AVR, komunikasi serial RS 232. Sedangkan untuk perancangan perangkat lunak meliputi integrasi webcam dengan PC dengan menggunakan software Cam Source dan pemrograman mikrokontroler AVR.
3. Pengujian sistem keamanan ruangan meliputi pengujian sistem kendali mengaktifkan atau menonaktifkan sistem, mengunci pintu, dan mematikan alarm melalui media SMS dan pengujian perekaman video
4. Analisa Sistem
Pada tahap ini penulis akan melakukan analisa berdasarkan data-data yang telah didapatkan saat pengujian.
5. Pengambilan kesimpulan
6
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Mikrokontroler AVR ATmega8535 [4]
Mikrokontroller AVR memiliki arsitektur RISC 8 Bit, sehingga semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus instruksi clock. Hal ini sangat membedakan sekali dengan instruksi MCS-51 (berarsitektur CISC) yang membutuhkan siklus 12 clock. RISC adalah Reduced Instruction Set Computing sedangkan CISC adalah Complex Instruction Set Computing.
AVR dikelompokkan ke dalam 4 kelas, yaitu ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, dan keluarga AT86RFxx. Dari ke semua kelas yang membedakan satu sama lain adalah ukuran on board memori, on-board peripheral dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, bisa dikatakan hampir sama.
Berikut adalah arsitektur, fitur dan konfigurasi pin ATmega8535.
1. Arsitektur ATMega8535
a. Saluran IO sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D. b. ADC 10 bit sebanyak 8 Channel
c. Tiga buah timer / counter
d. 32 register
e. Watchdog Timer dengan oscilator internal f. SRAM sebanyak 512 byte
g. Memori Flash sebesar 8 kb
i. Port SPI (Serial Pheriperal Interface) j. EEPROM on board sebanyak 512 byte k. Komparator analog
l. Port USART (Universal Shynchronous Ashynchronous Receiver Transmitter)
2. Konfigurasi Pin ATMega8535
a. VCC merupakan Pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya b. GND merupakan Pin ground
c. Port A (PA0...PA7) merupakan pin I/O dan pin masukan ADC
d. Port B (PB0...PB7) merupakan pin I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus yaitu timer/counter, komparator analog dan SPI
e. Port C (PC0...PC7) merupakan port I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus, yaitu komparator analog dan timer oscillator
f. Port D (PD0...PD1) merupakan port I/O dan pin fungsi khusus yaitu komparator analog dan interrupt eksternal serta untuk komunikasi serial g. RESET merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler h. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.
i. AVCC merupakan pin masukan untuk tegangan ADC
Gambar 2.1 Pin ATmega8535 [13]
2.2
Konsep Komunikasi Serial
Komunikasi serial merupakan fitur yang penting dalam suatu sistem embedded, karena dengan komunikasi serial kita dapat dengan mudah menghubungkan mikrokontroler dengan peranngkat lainnya. Port serial pada mikrokontroler terdiri atas dua pin yaitu TxD dan RxD. RxD berfungsi untuk menerima data dari komputer atau peralatan lainnya sedangkan TxD berfungsi untuk mengirim data ke computer atau peralatanlainnya. Pengiriman data serial dikirim satu per satu, beserta format data serial yang umum seperti pada gambar 2.2 [5]:
Standar komunikasi serial untuk komputer ialah RS-232. RS-232 mempunyai standar tegangan yang berbeda dengan serial port mikrokontroler, sehingga agar sesuai dengan RS-232, maka dibutuhkan suatu rangkaian level converter. Pada mikrokontroler ATmega 8535, pin PD0 dan PD1 digunakan untuk komunikasi serial USART (Universal Synchronous and Ansynchronous Serial Receiver and Transmitter) yang mendukung komunikasi full duplex (komunikasi dua arah) .
Pada mikrokontroler ATMEGA 8535 terdapat beberapa register untuk mengatur komunikasi secara serial yaitu register UCSRA, UCSRB dan ACSRC. Clock generation logic membangkitkan clock untuk pengirim dan penerima. USART ini mendukung empat mode operasi clock, yaitu Normal Asynchronous, DoubleSpeed Asynchronous, Master Synchronous, dan Slave synchronous. Bit UMSEL pada USART Control And Status Register C (UCSRC) memilik operasi sinkron atau asinkron.
2.3
Port Serial
Dalam pengiriman data secara serial pada PC dibutuhkan port sebagai saluran data.
Port yang biasanya digunakan adalah DB9. Standar RS232 menyangkut komunikasi data antar komputer (Data Terminal Equipment/DTE) dengan peralatan pada komputer (Data Circuit-Terminating Equipment/DCE). Berikut konfigurasi port serial DB9 ditunjukkan pada gambar 2.3 [5]:
Keterangan mengenai fungsi saluran RS232 pada konektor DB-9 adalah sebagai berikut:
1. Received Line Signal Detect, dengan saluran ini DCE memberitahukan ke DTE bahwa pada terminal masukan ada data masuk.
2. Receive Data, digunakan DTE menerima data dari DCE. 3. Transmit Data, digunakan DTE mengirimkan data dari DCE.
4. Data Terminal Ready, pada saluran ini DTE memberitahukan kesiapan terminal 5. Signal Ground, saluran ground.
6. Ring Indicator, pada saluran ini DCE memberitahu ke DTE bahwa sebuah stasiun menghendaki hubungan dengannya.
7. Clear To Send, dengan saluran ini DCE memberitahukan bahwa DTE boleh mengirimkan data.
8. Request To Send, dengan saluran ini DCE diminta mengirim data oleh DTE. 9. DCE Ready, sinyal aktif pada saluran ini menunjukkan bahwa DCE sudah siap.
2.4
RS 232
Terdapat beberapa macam cara untuk menerapkan interface data biner pada
komunikasi secara serial, salah satunya adalah RS-232 yang merupakan salah satu dari standar yang dipilih dan sekarang telah dipakai secara luas dan dalam komunikasi data umumnya digunakan untuk menghubungkan DTE (Data Terminal Equipment) ke DCE (Data Communication Equipment) yang berupa peralatan sistem komunikasi analog [5].
oleh EIA. Standarisasi meliputi konektor, fungsi dan level tegangan atau arus. Standar ini juga berisikan karakteristik sinyal listrik, karakteristik mekanik dan cara operasional rangkaian fungsional. Karakteristik rangkaian fungsionalnya sebagai berikut [5]:
1. Logika „1‟ disebut „mark‟ terletak antara -3V hingga -25V. 2. Logika „0‟ disebut „space‟ terletak antara +3V hingga +25V.
3. Daerah tegangan antara -3V hingga +3V, ≤ -25V dan ≥ +25V adalah invalid level, yaitu daerah tegangan yang tidak memiliki logika pasti dan harus dihindari.
Rangkaian pengubah level tegangan TTL menjadi level tegangan RS232 menggunakan rangkaian voltage doubler atau rangkaian pengganda tegangan dan
rangkaian voltage inverter atau rangkaian pembalik tegangan. Voltage doubler digunakan
untuk menggandakan tegangan TTL. Logika “1” pada tegangan TTL adalah saat memiliki
tegangan +5V dan logika “0” adalah saat memiliki tegangan 0V. Untuk dapat diterima di
PC keadaan logika “1” harus terletak antara -3V hingga -25V dan logika “0” terletak antara +3V hingga +25V maka dibutuhkan voltage doubler dan voltage inverter sekaligus [5].
2.5
MAX 232
MAX232 adalah multichannel RS232 driver atau receiver yang hanya membutuhkan single supply sebesar 5V [5]. Seperti pada gambar 2.4 MAX 232 memiliki jalur komunikasi RX dan TX namun yang digunakan hanya sebagian TX (Transmitter) saja dengan ketentuan sebagai berikut :
Gambar 2.4 MAX 232
2.6
LM 35
LM 35 merupakan IC (Integrated Circuit) sensor temperature yang presisi, dimana tegangan outputnya proporsional linear terhadap temperature Celcius dengan range ( ). LM 35 tidak membutuhkan kalibrasi tambahan atau pengesetan untuk menghasilkan akurasi pada temperature ruangan dan saat melebihi batas
skala penuh [6].
LM 35 memiliki impedansi output yang sangat rendah sekitar untuk beban , output yang linear serta hanya membutuhkan supply yang berarti panas yang diakibatkan oleh LM35 itu sendiri sangat rendah serta tegangan operasi dari 4- 30 Volt. Sensor LM 35 terlihat seperti gambar 2.5 :
2.7
LCD (
Liquid Cristal Display
)
LCD merupakan suatu tampilan yang terdiri dari bahan cairan kristal yang dioperasikan dengan menggunakan sistem dot. LCD yang digunakan dalam tugas akhir ini mempunyai lebar display 2 baris 16 kolom atau biasa disebut sebagai LCD karakter 2x16, dengan 16 pin konektor seperti gambar 2.6, yang didefinisikan sebagai berikut [4]:
Gambar 2.6 Modul LCD Karakter 2x16 Tabel pin dan fungsi LCD terlihat pada tabel 1:
Tabel 2.1 Tabel Pin dan Fungsi LCD
PIN Nama Fungsi
1 VSS Ground voltage
2 VCC +5V
3 VEE Contrast voltage
4 RS
Register Select
0 = Instruction Register 1 = Data Register
5 R/W 0 = write mode
1 = read mode
6 E 0 = start to lacht data to LCD character 1= disable
7 DB0 LSB
8 DB1 -
9 DB2 -
10 DB3 -
11 DB4 -
12 DB5 -
13 DB6 -
14 DB7 MSB
15 BPL Back Plane Light
16 GND Ground voltage
1. Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, program
EN harus dibuat logika low “0” dan set pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW.
Ketika dua jalur yang lain telah siap, set EN dengan logika “1” dan tunggu untuk sejumlah waktu tertentu ( sesuai dengan datasheet dari LCD tersebut ) dan berikutnya
set EN ke logika low “0” lagi.
2. Jalur RS adalah jalur Register Select. Ketika RS berlogika low “0”, data akan
dianggap sebagi sebua perintah atau instruksi khusus ( seperti clear screen, posisi
kursor dll ). Ketika RS berlogika high “1”, data yang dikirim adalah data text yang
akan ditampilkan pada display LCD.
3. Jalur RW adalah jalur kontrol Read/ Write. Ketika RW berlogika low (0), maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high
”1”, maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD.
2.8
Transistor
Transistor merupakan salah satu jenis komponen aktif yang banyak digunakan, baik dalam rangkaian analog maupun digital. Transistor yang banyak digunakan adalah transistor bipolar, yang terdiri dari dua jenis yaitu PNP dan NPN. Secara umum transistor digunakan untuk pensaklaran (switching) maupun penguatan. Transistor dapat bekerja bila diberi bias [7]. Pembiasan pada transistor dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut:
1. Bias maju (forward bias) pada hubungan emitor dan basis, dimana bahan tipe P mendapat positif dan tipe N mendapat negatif.
Transistor mempunyai tiga daerah kerja seperti terlihat pada gambar 2.7 :
Gambar 2.7 Karakteristik Transistor
1. Daerah mati (Cut Off)
Daerah mati merupakan daerah kerja saat transistor mendapat bias arus basis (Ib) > 0, maka arus kolektor dengan basis terbuka menjadi arus bocor dari basis ke emitor (ICEO). Hal yang sama dapat terjadi pada transistor hubungan kolektor-basis. Jika arus emitor sangat kecil (IE = 0), emitor dalam keadaan terbuka dan arus mengalir dari kolektor ke basis (ICBO).
2. Daerah aktif
Transitor dapat bekerja pada daerah aktif jika transistor mendapat arus basis (Ib) > 0. Tetapi jika lebih kecil dari arus basis maksimalnya, keluaran arus kolektor akan berubah-ubah sesuai dengan perubahan pemberian arus basisnya.
3. Daerah jenuh
Transistor dapat bekerja pada daerah jenuh jika transistor mendapat arus basis (Ib) lebih besar dari arus basis maksimalnya. Hal ini menimbulkan keluaran arus kolektor tidak dapat bertambah lagi.
perubahan tegangan ataupun arus. Penggunaan transistor sebagai saklar seperti pada gambar 2.9 :
Gambar 2.9 Konfigurasi transistor sebagai saklar
Saat Vin = 0, maka tidak ada arus yang mengalir pada Rb dan basis transistor sehingga transistor dalam kondisi tidak bekerja. Tidak ada arus yang mengalir kecuali arus bocor, sehingga kondisi ini identik dengan saklar terbuka dan menyebabkan beban RL tidak bekerja.
Saat Vin mendapat masukan yang cukup besar hingga dapat mengalirkan arus basis yang cukup untuk transistor, maka transistor akan jenuh. Besarnya Rb dapat dicari dengan persamaan:
(2.2)
Jika transistor dihubungkan dengan IC dan digunakan sebagai switch setidaknya harus mempunyai waktu sebesar 5 detik untuk load arus kolektor yang dihasilkan oleh arus maksimum IC.
jika beban menggunakan power supply yang sama maka
2.9
Webcam
Webcam dari genius Look 316 mempunyai spesifikasi sebagai berikut [8]
:
1. Image Sensor type VGA (640 x 480) CMOS Image Sensor
2. Lens type Manual Lens
3. Interface USB1.0/1.1
4. File format BMP/AVI
5. Still Image 800 x 600(DirectX9.0 later and software interpolation)
6. AVI Capture 640 x 480 (Maximum)
7. Frame rate 320 x 240 / up to 30 frames per second (with recommended system)
2.10
Short Messaging Service
SMS merupakan aplikasi GSM (Global Service Mobile) yang menyediakan layanan untuk mengirim dan menerima pesan pendek berupa huruf dan angka. Aplikasi ini hanya terbatas pada pengiriman dan penerimaan data berupa teks dengan panjang pesan antara 120 – 160 huruf. SMS point-to-point menyediakan mekanisme untuk mengirimkan pesan pendek ke dan dari piranti bergerak. Layanan ini menggunakan SMSC yang bertindak sebagai sistem simpan dan penyampaian pesan pendek. Jaringan wireless akan menangani pegiriman pesan pendek antara SMSC dan piranti bergerak [9]. Arsitektur dasar jaringan SMS terlihat pada gambar 2.10:
Gambar 2.10 Arsitektur Dasar Jaringan SMS
MSC
SMC G/TW/MSC
SMSC
HLR VLR
SS7 BSS
SME
2.11
Format SMS [9]
Menu pesan pada sebuah ponsel terdapat AT Command yang bertugas mengirim atau menerima data dari SMSC. AT Command sebenarnya hampir sama dengan perintah Prompt pada DOS. Data yang mengalir ke atau dari SMSC harus berbentuk PDU (Protocol Data Unit). PDU berisi bilangan-bilangan heksadecimal yang mencerminkan bahasa I/O yang terdiri dari beberapa header. Header untuk kirim SMS ke SMSC berbeda dengan yang diterima dari SMSC.
1. PDU untuk mengirim SMS
PDU untuk mengirim SMS terdiri atas delapan header, sebagai berikut: a. Nomor SMS-Centre
Header pertama ini terbagi menjadi tiga bagian sub header, yaitu 1) Jumlah Pasangan Hexsadesimal SMS-Centre dalam bilangan heksa 2) National/International Code
a) Untuk National, kode subheader-nya yaitu 81 b) Untuk International, kode subheader-nya yaitu 91
c) Nomor SMS-Centre-nya sendiri, dalam pasangan heksa dibalik-balik. Jika tertinggal satu angka heksa yang tidak memiliki pasangan, angka tersebut akan dipasangkan dengan huruf F didepannya seperti terlihat pada tabel 2.2 :
Tabel 2.2 Tabel PDU SMSC No Operator
Selular
No SMSC Kode PDU
b. Tipe SMS
Oktet pertama untuk PDU mengirim sms yaitu 11 c. Nomor Referensi SMS
Nomor referensi ini dibiarkan dulu 0, jadi bilangan heksanya adalah 00. Nanti akan diberikan sebuah nomor referensi otomatis oleh handphone atau alat SMS-gateway.
d. Nomor Handphone Penerima
Sama seperti cara menulis PDU Header untuk SMS-Centre, header ini juga terbagi atas tiga bagian, sebagi berikut:
1) Jumlah bilangan desimal nomor ponsel yang dituju dalam bilangan heksa
2) National atau international Code.
a) Untuk national, kode subheader-nya: 81 b) Untuk international, kode subheader-nya: 91
3) Nomor handphone yang dituju, dalam pasangan heksa dibalik-balik. Jika tertinggal satu angka heksa yang tidak memiliki pasangan, angka tersebut dipasangkan dengan huruf F didepannya.
e. Bentuk SMS, antara lain: 1) 00 dikirim sebagi SMS 2) 01 dikirim sebagai telex
3) dikirim sebagai fax
f. Skema Encoding Data I/O Ada dua skema, yaitu:
1) Skema 7 bit ditandai dengan angka 0 00
2) Skema 8 bit ditandai dengan angka lebih besar dari 0 diubah ke heksa Kebanyakan handphone atau SMS Gateway yang ada di pasaran sekarang menggunakan skema 7 bit sehingga kita menggunakan kode 00.
g. Jangka Waktu sebelum SMS Expired
Jika bagian ini di-skip, itu berarti kita tidak membatasi waktu berlakunya SMS. Sedangkan jika kita isi dengan suatu bilangan integer yang kemudian diubah ke pasangan heksa tertentu, bilangan yang kita berikan tersebut akan mewakili jumlah waktu validitas SMS tersebut. Untuk batas waktu pengiriman maksimum maka bagian ini di isi dengan kode FF
h. Isi SMS
Header ini terdiri atas dua subheader, yaitu: 1) Panjang isi (jumlah huruf dari isi) 2) Isi berupa pasangan bilangan heksa
Ada dua langkah yang harus kita lakukan untuk mengkonversi isi SMS, yaitu:
1. Mengubah karakter sms ke dalam kode heksa dengan menggunakan tabel 2.3
2. Mengubah kode heksa menjadi kode 7 bit (septet) 3. Mengubah kode 7 bit menjadi 8 bit
Tabel 2.3 Tabel Karakter ke Heksa
Hex Char Hex Char Hex Char
20 Space 40 @ 60 `
21 ! 41 A 61 a
22 “ 42 B 62 b
23 # 43 C 63 c
24 $ 44 D 64 d
25 % 45 E 65 e
26 & 46 F 66 f
27 „ 47 G 67 g
28 ( 48 H 68 h
29 ) 49 I 69 i
2A * 4A J 6A j
2B + 4B K 6B k
2C , 4C L 6C l
2D - 4D M 6D m
2E . 4E N 6E n
2F / 4F O 6F o
30 0 50 P 70 p
31 1 51 Q 71 q
32 2 52 R 72 r
33 3 53 S 73 s
34 4 54 T 74 t
35 5 55 U 75 u
36 6 56 V 76 v
37 7 57 W 77 w
38 8 58 X 78 x
39 9 59 Y 79 y
3A : 5A Z 7A z
3B ; 5B [ 7B {
3C < 5C \ 7C |
3D = 5D ] 7D }
3E > 5E ^ 7E ~
3F ? 5F ? 7F
2. PDU menerima SMS
Delapan Header untuk SMS-Terima. Kebanyakan header dibawah ini telah dibahas sebelumnya, kecuali beberapa yang berbeda, dijelaskan di bawah ini:
a. No SMS-Centre.
d. Bentuk SMS. e. Skema encoding.
f. Tanggal ,waktu dan time zone SMS di SMS-Centre
Diwakili oleh 12 bilangan heksa (6 pasang) yang berarti:yy/mm/dd hh:mm:ss Contoh: 207022512380 01/07/22 15:32:08 22 Juli 2002 15:32:08 WIB
g. Batas validasi waktu jika tidak dibatasi maka bisa dihilangkan h. Isi SMS.
2.12
AT Command [9]
Dibalik tampilan menu Message pada sebuah handphone sebenarnya adalah AT
Commmand yang bertugas mengirim atau menerima data ke atau dari SMS-Centre.
AT Command tiap-tiap SMS device bisa berbeda-beda, tapi pada dasarnya sama. a. AT Command untuk Komunikasi Port
AT Command sebenarnya hampir sama dengan perintah prompt pada DOS. Perintah-perintah yang dimasukkan ke port dimulai dengan kata AT, lalu diikuti oleh karakter lainnya, yang memiliki fungsi-fungsi unik.
b. AT Command untuk Komunikasi dengan SMS-Centre
AT Command untuk SMS biasanya diikuti oleh data I/O yang mewakili oleh unit unit PDU. Beberapa AT Command yang penting untuk SMS yaitu sebagai berikut: 1. AT+CMGS berfungsi untuk mengirim SMS
2. AT+CMGL berfungsi untuk memeriksa SMS
Dalam penulisannya adalah AT+CMGL= n, dimana n adalah: a) n = 0 untuk SMS Baru di Inbox
b) n = 1 untuk SMS Lama di Inbox
c) n = 2 untuk SMS Unsent di Outbox
d) n = 3 untuk SMS Sent di Outbox
e) n = 4 untuk SMS semua SMS
3. AT+CMGD berfungsi untuk menghapus SMS
Dalam penulisannya adalah AT+CMGD=n. dimana n adalah nomor referensi SMS yang ingin dihapus.
2.13 Pemrograman Visual Basic
Visual Basic merupakan salah satu bahasa pemrograman yang berorientasi pada obyek (Object Oriented Programming). Salah satu kehandalan Visual Basic adalah pembuatan aplikasi Graphical User Interface (GUI). Dalam pembuatan tampilan
userinterfacenya relatif mudah dilakukan karena hanya perlu diletakkan obyek-obyek grafis ke lembar (form) yang telah disediakan, setelah itu hanya perlu pengaturan properti dan obyek-obyek tersebut menurut kreatifitas pemrogram seperti gambar 2.11 [10] :
2.13.1 Tampilan Awal Pada Visual Basic
Pada tahap awal penggunaan Visual Basic, akan menampilkan tampilan ToolBox, ToolBar, Properties dan Form Layout. Gambar 2.8 Visual Basic IDE (Integrated Development Environment) .IDE merupakan bidang kerja tempat progammer membuat aplikasi. Di dalam IDE antara lain terdapat Programming Tools, Toolbox Controls, Form Windows,Properties Windows, Project Windows, Code Windows, Immediate Windows,
Form Layout Windows dan Online Help Systems [10].
2.13.2
Toolbar
ToolBar adalah tombol-tombol yang mewakili suatu perintah tertentu dari Visual Basic. Setiap tombol tersebut dapat langsung diklik untuk melakukan perintah tertentu. Tombol-tombol dan perintah-perintah yang sering digunakan dalam Visual Basic terdapat dalam Toolbar seperti gambar 2.12 [10]:
Gambar 2.12 Toolbar
2.13.3
Form Window
Form Window atau jendela form adalah daerah kerja utama dimana akan dibuat aplikasi-aplikasi Visual Basic. Pada form ini akan diletakkan berbagai macam objek alternatif seperti misalnya teks, gambar, tombol-tombol perintah, scrollbar, dan
Gambar 2.13 Form Window
2.13.4
Toolbox
ToolBox adalah sebuah kotak piranti yang mengandung semua kotak atau kontrol yang dibutuhkan untuk membentuk suatu program aplikasi. Kontrol adalah suatu objek yang akan menjadi interface penghubung antara program aplikasi dan penggunanya, dan kesemuanya harus diletakkan dalam jendela form. Apabila pertama kali menjalankan Visual Basic, maka ToolBox akan ditampilkan di sebelah kiri layer dan berisi objek-objek standar yang akan muncul setiap Visual Basic dijalankan. Objek kontrol ini terdapat pada semua versi dari Visual Basic 6.0 seperti pada gambar 2.14 [10] :
2.13.5
Project Explorer
Jendela Project Explorer adalah jendela yang mengandung semua file di dalam apikasi Visual Basic disebut dengan istilah project (proyek), dan setiap proyek bisa mengandung lebih dari satu file. Pada Project Explorer ditampilkan semua file yang terdapat pada aplikasi (proyek), misalnya form, modul, class, dan sebagainya seperti gambar 2.15 [10] :
Gambar 2.15 Project Explorer
2.13.6 Properties Window
Jendela Properties adalah jendela yang mengandung semua informasi mengenai obyek, seperti nama, warna, ukuran, posisi, dan sebagainya. Setiap objek sebagian besar memiki properties yang sama, tetapi ada pula yang berbeda-beda. Melalui jendela
properties ini dapat diatur bentuk dan karakteristik dari setiap obyek. Bagian paling atas dari jendela properties ini terdapat kotak yang dapat menunjukkan nama obyek yang sedang aktif, sedangkan propertinya ditampilkan dibagian bawah dari jendela properties
tersebut seperti terlihat pada gambar 2.16 [10] :
2.13.7 Form Layout Windows
Form Layout Windows adalah jendela yang menggambarkan posisi dari setiap
form yang ditampilkan pada layar monitor. Posisi form pada Form Layout Windows inilah yang merupakan petunjuk dimana aplikasi yang dibuat akan ditampilkan pada layar monitor akan dijalankan. Pengaturan letak aplikasi tersebut dapat diatur pada properties form maupun code window seperti terlihat pada gambar 2.17[10]:
Gambar 2.17 Layout Windows
2.13.9 Komunikasi Serial Pada Visual Basic
Pada komunikasi serial pada Visual Basic digunakan custom control yaitu
communication control. Sintaks yang digunakan pada Visual Basic antara lain yaitu [8]: 1. [Variabel] = Comm1.Input: Membaca karakter-karakter dari buffer penerima dan
dimasukkan variabel.
2. Comm1.Output = [Variabel]: Mengirimkan karakter-karakter yang terdapat pada variabel melalui port Comm1. Pada prosedur penerimaan data secara serial digunakan kode program sebagai berikut:
b. Comm1.Settings = „9600,N,8,1”, perintah ini digunakan untuk mengeset
port com1dengan parameter sebagai berikut:
1) Angka pertama menunjukkan kecepatan transmisi data 9600 baud. 2) N (none) menunjukkan tidak ada paritas yang digunakan.
3) Angka ketiga menunjukkan jumlah bit yang dikirim dalam 1 karakter yaitu 8 bit.
4) Angka terakhir menunjukkan bit akhir (stop bit) dalam satu karakter. 3. Comm1. InputLen = 0, perintah ini digunakan untuk menyatakan banyaknya
karakter yang akan dibaca jika input digunakan.
4. Comm1.PortOpen = True, perintah ini digunakan untuk membuka (true) atau menutup (false) port Comm1. Sedangkan pada prosedur pengiriman data digunakan kode program sebagai berikut:
a. Comm1.CommPort = 1
b. Comm1.Settings = „9600,N,8,1” c. Comm1.InputLen = 0
d. Comm1.PortOpen = True
e. Comm1.OutputLen = “Data yang akan dikirim”
29
BAB III
RANCANGAN PENELITIAN
3.1
Diagram Blok Sistem Keamanan Ruangan
Sistem keamanan ruangan dapat digambarkan dalam diagram blok seperti pada gambar 3.1:
uC
Sensor Suhu1
Sensor Suhu 2
Limit Switch Pintu
Limit Switch Jendela
Keypad
LCD
Buzzer
Driver Solenoide
RS 232 PC Webcam
Hp
Driver Pompa
3.1. Diagram Blok Sistem Keamanan Ruangan
3.1.1
Limit Switch
SW Jendela
1 2
SW Pintu
1 2
To uC PA4
To uC PA5
Gambar 3.2 Rangkaian Limit Switch
3.1.2
Keypad
Keypad yang digunakan pada sistem keamanan ruangan ini adalah keypad matrik 4x4. Fungsi penggunaan keypad untuk memasukan password pembuka akses masuk ruangan. Rangkaian keypad yang digunakan seperti gambar 3.3 dibawah :
Gambar 3.3 Rangkaian Keypad Matrik 4x4
3.1.3
Rangkaian Mikrokontroler
Pada rangkaian mikrokontroler seperti pada gambar 3.4, port yang digunakan adalah port A, port B, port C dan port D. Port A digunakan sebanyak 4 buah. Pin PA0 digunakan untuk input sensor suhu 1, pin PA1 digunakan untuk input sensor suhu 2, pin PA2 digunakan sebagai input limit switch jendela sedangkan pin PA3 digunakan sebagai
inputlimit switch pintu.
SW1
1 2
SW2
1 2
SW3
1 2
SW4
1 2
SW5
1 2
SW6
1 2
SW7
1 2
SW8
1 2
SW9
1 2 1 SW102 1 SW112 1 SW122
SW13
1 2 1 SW142 1 SW152 1 SW162
uC PB8 uC PB0
uC PB6 uC PB7 uC PB1
Port B digunakan sebagai input dari keypad matrik 4x4 yang berfungsi untuk memasukan kode untuk membuka akses masuk ruangan. Port A yang digunakan sebanyak 8 pin yaitu PA0 sampai PA7. Pin PB5, PB6 dan PB 7 dihubungkan dengan JP 1 (programming) yang berfungsi untuk memprogram mikrokontroler melalui Bascom AVR.
Port C digunakan untuk pengiriman data ke LCD. Karena pengiriman data LCD dilakukan secara 4 bit maka menggunakan PC4, PC5, PC6 dan PC7. Pada pin PC2 digunakan sebagai sinyal sinkronisasi LCD sedangkan pin PC0 digunakan sebagai jalur kontrol read atau write data LCD. Port D digunakan sebanyak 6 buah. Pin PD2 dan PD3 digunakan untuk pengiriman dan penerimaan data serial. Pin PD5 dan PD6 digunakan sebagai output driversolenoid dan driver pompa, sedangkan pin PD7 digunakan sebagai keluaran buzzer.
Gambar 3.4 Rangkaian Mikrokontroler
Untuk mendapat nilai resistor yang terdapat pada rangkaian mikrokontroler dicari dengan cara sebagai berikut :
VCC VCC VCC VCC D4 LED R9 220 R4 220 R5 10K R6 10K X1 11.0592M C1 30pF C2 30pF U1 ATMEGA 8535 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 33 34 35 36 37 38 39 40 32 11 31 10 PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5(MOSI) PB6(MISO) PB7(SCK) RST XTAL 2 XTAL 1 PD0 PD1 PD2 PD3 PD4 PD5 PD6 PD7 PC0 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 PC7 AVCC PA7 PA6 PA5 PA4 PA3 PA2 PA1 PA0 AREF GND GND VCC C3 104 SW1 RESET 1 2 C4 104 LS2 BUZZER 1 2 Q6 FCS 9012 3 2 1 C5 104 R1 1K J1 Prog 1 2 3 4 5
Sensor Suhu 1 Sensor Suhu 2
Switch Pintu Switch Jendela
Pin 14 LCD Pin 13 LCD Pin 12 LCD Pin 11 LCD
Pin 6 LCD
Pin 4 LCD
Driv er Solenoide
RX TX P1 Ke y pa d P2 Ke y pa d P3 Ke y pa d P4 Ke y pa d P5 k ey pa d P6 Ke y pa d P7 Ke y pa d P8 k ey pa d
Driv er Pompa
Tx Hp
sesuai dengan datasheet LED, tegangan forward pada LED adalah sebesar 1.5 volt sehingga tegangan resistor (VR) yang dihubungkan seri dengan LED adalah:
VR = VCC - VLED (3.1)
= 5 – 1.5 = 3.5 volt
Arus forward maksimum yang dapat mengalir pada LED adalah sebesar 20 mA sehingga apabila digunakan arus forward LED sebesar 15 mA, maka didapat nilai
dan sebagai berikut:
dan = VR / Iforward LED (3.2)
= 3.5 V / 15 mA = 220 Ω
3.1.4
LCD
LCD pada sistem keamanan ruangan ini digunakan untuk menampilkan status sistem keamanan yaitu kondisi aman dan tidak aman disamping itu juga digunakan untuk sebagai penampil masukan password dari keypad. Rangkaian LCD yang digunakan membutuhkan 1 buah potensiometer seperti terlihat pada gambar 3.5 dibawah :
VCC
Pot 5K
1
3
2
LCD
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
uC PC7 uC PC6 uC PC5 uC PC4 uC PC2 uC PC1 uC PC0
3.1.5
Rangkaian RS 232
Komunikasi serial pada mikrokontroler ATMega 8535 dilakukan melalui port D2 dan port D3. Untuk melakukan pengiriman data digunakan pin ke-16, yaitu pin PD2 sedangkan untuk melakukan penerimaan data digunakan pin ke-17, yaitu pin PD3.
Untuk membangun hubungan komunikasi data serial memerlukan suatu kecepatan data ( data transfer rate ) yang sesuai, baik di sisi komputer maupun di sisi mikrokontroler. Oleh karena itu, diperlukan proses inisialisasi di sisi mikrokontroler.
Masukan TTL pada MAX232 ada dua, yaitu T1IN dan T2IN. Pada perancangan dipilih T1IN sebagai masukan tegangan TTL dari mikrokontroler, yaitu data yang akan dikirim. Sedangkan keluaran TTL pada MAX 232 juga ada dua saluran, yaitu R1OUT dan R2OUT. Pada perancangan dipilih R1OUT sebagai jalur data yang diterima oleh mikrokontroler. Sedangkan masukan dan keluaran yang terhubung dengan port serial dihubungkan dengan pin T1OUT dan R1IN. Ground pada rangkaian dengan ground pada komputer dihubungkan, agar referensi tegangan antar kedua perangkat sama sehingga data dapat diterima dan dikirim dengan acuan yang sama.
Fungsi kapasitor pada rangkaian pengubah level tegangan TTL ke level tegangan RS232, yaitu sebagai kapasitor ekternal untuk voltage doubler. Masing-masing kapasitor digunakan sebagai berikut :
1. C1 + sebagai kapasitor “+” internal voltage doubler.
2. C1 –sebagai kapsitor “+” internal voltage doubler.
3. C2 + sebagai kapasitor “+” internal voltage inverter.
4. C2 –sebagai kapasitor “-“ internal voltage inverter.
Nilai – nilai kapasitor yang digunakan sesuai dengan nilai-nilai yang tertera pada
impedansi masukan rangkaian voltage doubler dan inverter. Bila nilai C3 dan C4 dinaikkan, maka akan mengurangi riak catu daya.
Untuk dapat terjadi komunikasi antara port serial DB9 dengan komputer terlebih dahulu dilakukan pengubahan level tegangan dari level tegangan TTL yang hanya mempunyai kondisi tegangan positif hingga nol ke level tegangan RS232 yang mampu menghasilkan tegangan keluaran positif, negatif, dan nol. Level tegangan RS232 ini diperlukan karena komputer tidak dapat membaca data yang dikirimkan jika hanya mempunyai tegangan positif dan nol. Pengubahan level tegangan ini dapat dilakukan dengan menambahkan IC MAX232 antara port serial DB9 dan serial port pada komputer. Gambar 3.6 merupakan rangkaian RS 233
VCC U2 Max 232 8 13 7 14 6 15 2 16 5 3 4 1 11 10 12 9 R2IN R1IN T2OUT T1OUT V-GND V+ VCC C2- C1-C2+ C1+ T1IN T2IN R1OUT R2OUT C9 C C7 1uF C8 1uF C6 1uF uC PD2 uC PD3 Rx DB9 Tx DB9 Gnd DB9
Rx Hp T
x Gp Gn d H p
Gambar 3.6 Rangkaian RS 232
3.1.6
Rangkaian
Driver
+5V +12V +5V +12V uC PD.6 uC PD.5 Q2 FCS 9012 1 2 3 Q1 FCS 9012 1 2 3 R1 470 R2 470 R3 400 R4 10 Q3 TIP 31 1 2 3 Q4 TIP 31 1 2 3 D1 DIODE D2 DIODE C1 104 C2 104 K3 Solenoide 12V 1 2 K4 Pompa 1 2
Gambar 3.7 Rangkaian Driver
Rangkaian driver menggunakan transistor FCS 9012 dan TIP 31. Pada saat keluaran mikrokontroler dalam kondisi low maka transistor FCS 9012 akan on dan mengalirkan arus menuju mikrokontroler dan resistor R2. Besarnya arus maksimum yang bisa diterima mikrokontroler 20mA, dalam perancangan rangkaian driver ini besarnya arus yang akan diterima mikrokontroler sebesar 10mA. Besarnya nilai R1 sesuai dengan rumusan 2.2 adalah:
, R1 dipasang
Dengan bekerjanya transistor FCS 9012 maka akan membuat transistor TIP 31 bekerja sehingga motor dan solenoid on. Jika besarnya hambatan solenoid maka besarnya nilai sesuai dengan rumusan 2.3 adalah :
Jika besarnya hambatan motor sebesar maka besarnya nilai sesuai dengan rumusan 2.3 adalah :
Diode disini digunakan untuk memproteksi transistor agar tidak rusak karena adanya tegangan yang dihasilkan solenoid atau pompa pada saat transistor dalam kondisi
off.
3.1.7
Spesifikasi PC dan
Webcam
Spesifikasi PC yang digunakan dalam sistem keamanan ruangan ini terdiri dari sebuah PC dan webcam. Komputer yang digunakan mempunyai spesifikasi sebagai berikut : AMD 2GHz, 1 Gb RAM, Windows XP Profesional SP2. Webcam yang digunakan adalah Genius Look 316.
3.2
Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak pada tugas akhir ini terdiri dari perancangan program utama, perancangan program pengecekan program SMS masuk ke server, perancangan program turnon sistem, perancangan program send password dan perancangan program pengecekan kondisi sensor.
3.2.1
Perancangan Program Utama
Pada saat sistem keamanan dihidupkan sistem akan berada dalam kondisi idle yaitu sistem tidak akan membaca input dari sensor suhu1, sensor suhu2 dan dari limit switch
START
PA0 = Sensor Suhu 1 PA1 = Sensor Suhu 2 PA4 = Switch Pintu PA5 = Switch Jendela PB = Keypad Port C untuk LCD PD2 = Rx serial PD3 = Tx Serial PD0 = Rx to Hp PD1 = Rx to Hp PD5 = Driver Solenoide PD6 = Driver Pompa PD7 = Buzzer
Cek SMS Masuk
Cek kondisi Send Passwd
Turnon Sist
Gambar 3.8 Flowchart Program Utama
3.2.1.1
Perancangan Program Pengecekan SMS Masuk
Server
START Sistem Aktif=0
Cek No Handphone
No Hp = 085643016776
Cek Isi SMS
Pesan =
“Turnon sist”
Pesan =
“Send passwd”
Yes Cek SMS Masuk
Pesan =
“Cek kondisi”
Sistem Aktif=1
Pesan =
“Turnon Sist”
No
Turnon Sistem Send Password
Cek kondisi Sensor
Yes Yes Yes
LCD
“No Tidak Dikenal”
LCD
“Pesan Tidak Dikenal”
Send SMS
“Sistem Aktif”
Send SMS
“Sistem Aman”
No No
No Yes
Send SMS
“Sistem Idle”
LCD Pesan = Cek Kondisi
Yes
No
Gambar 3.9 Flowchart Program Pengecekan SMS Masuk Server
Pengecekan pesan pada program ini dilakukan dengan cara sebagai berikut :
1. Pengecekan nomor handphone pengirim pesan
Pada proses ini dilakukan pengecekan nomer handphone pengirim pesan. Apabila nomor handphone pengirim pesan sesuai dengan nomor user maka akan dilanjutkan ke proses pengecekan isi pesan sedangkan apabila nomer handphone
akan ditampilkan dalam LCD “No tidak dikenal” dan akan dilakukan
pengecekan ulang SMS masuk pada server. 2. Pengecekan isi pesan
Pada proses ini dilakukan pengecekan isi pesan yang diterima oleh server. Isi pesan yang akan diolah oleh mikrokontroler sebagai berikut :
1) Pesan “Turnon sist” adalah pesan untuk mengaktifkan sistem. Hal ini dilakukan sesaat setelah user keluar dari ruangan
2) Pesan “Send passwd” adalah pesan untuk meminta kiriman password ke
server. Password digunakan untuk membuka ruangan.
3) Pesan “Cek kondisi” adalah pesan untuk mengecek kondisi ruangan. Hal ini lebih untuk meyakinkan user bahwa sistem bekerja dengan baik karena
sistem memberikan respon dengan mengirim SMS balasan “Sistem aman”.
3.2.1.2
Perancangan Program
Turnon
Sistem
START
Cek Pintu
Jendela Buka Pintu Buka
Cek Jendela
Kirim SMS
“Pintu Buka”
Kirim SMS
“Jendela Buka”
No
LCD
“Sistem Aktif”
Solenoide On
Kirim SMS
“Sistem AKtif”
Sistem Aktif=1
Cek Kondisi Sensor
No
RETURN Sistem Aktif=0 C=0 (sms pintu) D=0 (sms jendela)
C=1 Yes
D=1
C=1
D=1 No
Yes No
Yes Yes
Gambar 3.10 Flowchart Turnon Sistem
3.2.1.3
Perancangan Program
Send Password
Program send password dirancang untuk melakukan proses pengiriman pesan yang berisi password akses masuk ruangan. User meminta server untuk mengirim password
dan server segera akan mengirim password ke user. Password yang dikirimkan sesuai dengan database password. Password yang ada dalam database sebanyak 12 password
dan setiap password mempunyai 8 karakter angka yang kombinasinya telah ditentukan. Setelah adanya pengiriman password maka user akan memasukan password melalui
keypad yang dilakukan dengan cara berikut:
1. Untuk membuka akses ruangan user akan memasukan password melalui keypad
2. Setelah password yang dimasukan berjumlah 8 karakter maka dilakukan proses pengecekan password yang dimasukan oleh user untuk mengetahui apakah
password yag dimasukkan sama dengan password yang dikirimkan server kepada
user atau tidak. Apabila password yang dimasukan user sama dengan password yang dikirimkan server kepada user maka solenoid akan off dan akses pintu akan terbuka. Sebaliknya jika tidak sesuai maka solenoid akan tetap On dan user diminta untuk melakukan proses memasukan kode kembali.Flowchart program send password
terlihat seperti gambar 3.11 di bawah :
Gambar 3.11 Flowchart Program Send Password
START Kode_pass = "11111111", "12587965", "41525657", "44587964" "58795422", "57841264", "45879312", "55874961" "58793645", "51247896", "58746875", "54785125" Pass(8) = Password Rcv(8) = Kode Masukan Result = Jumlah Karakter Pass(a) = Rcv(a) Num = Look Up Keypad
B=0
Send SMS = Kode_pass(B)
B=12
Incr B No
Yes
Ambil Data Keypad= Getkbd() Cek data keypad =
Look Up Tulis LCD 2,1
LCD= num
Next A
Cek A
A=8
Rcv(8)=pass(8)
LCD “Akses Open”
3.2.1.4
Perancangan Program Pengecekan Kondisi Sensor
Program pengecekan kondisi sensor dirancang untuk mengecek kondisi sensor yang terdiri dari sensor suhu LM35, limit switch pada pintu dan jendela yang akan digunakan sebagai pemicu aktifnya buzzer, hidupnya pompa dan pengiriman pesan ke user pada saat salah satu sensor aktif sesuai dengan kondisi yang terjadi pada ruangan. Proses pengiriman pesan akan dilakukan dalam masing- masing kondisi danger sebanyak 1 kali selama sistem dalam kondisi aktif.
Gambar 3.12 adalah flowchart pengecekan kondisi sensor. Sensor suhu LM 35 yang digunakan pada sistem keamanan ruangan sebanyak 2 buah, hal ini dimaksudkan dalam pengambilan data suhu pada ruangan agar lebih akurat karena digunakan 2 buah sensor yang diletakkan berlainan tempat. Cara kerja sensor suhu dalam sistem ini adalah
apabila salah satu dari sensor mendeteksi suhu ≥40 maka sistem akan berada dalam kondisi danger suhu.
Berdasarkan data dari harian Kompas Jogja suhu udara pada siang hari pernah mencapai [11]. Hal ini mendasari batasan suhu maksimum ruangan dalam kondisi
normal. Untuk suhu ruangan ≥ akan dikondisikan ruangan dalam kondisi tidak aman
START
Baca Sensor 1
Cek Kondisi Jendela
Jendela Buka Tampilkan LCD “Danger Suhu” Kirim SMS “Danger Suhu” Tampilkan LCD “Danger Jendela”
Cek Kondisi Pintu
Pintu Buka Tampilkan LCD “Danger Pintu” Kirim SMS “Danger Jendela” Kirim SMS “Danger Pintu” Buzzer On RETURN Yes Yes Suhu ≥ 40
Pompa Off
No
Webcam Record Pompa On Baca Sensor 2
Suhu ≥ 40 No Yes Yes No E=1 No E=1 F=1 Yes F=1 G=1 G=1 No Buzzer On Webcam Record Buzzer On Webcam Record Yes E=0 (SMS Danger Suhu )
F=0 (SMS Danger Jendela) G=0 (SMS Danger Pintu)
Tampilkan LCD “Sistem Aman” No
Yes
3.2.2
Perancangan PDU Pengiriman Pesan
Untuk mengirimkan pesan melalui HP C55 ke nomor user 6285643016776 yang menggunakan operator seluler Im3 diperlukan AT Command yang dikombinasikan dengan PDU seperti terlihat dalam tabel 3.1 sebagai berikut
Tabel 3.1 Tabel Pengiriman SMS
No Header Digit Oktet atau Heksa
1 Jumlah pasangan digit dari nomor SMSC 71
2 Jenis nomor SMSC (internasional) 91
3 Nomor SMSC 2658050000F0
4 Tipe SMS 11
5 Nomor referensi 00
6 Panjang digit nomor penerima 0D
7 Jenis nomor penerima 91
8 Nomor penerima SMS 265846036177F6
9 Bentuk SMS 00
10 Skema encoding 00
11 Batas waktu pengiriman FF
12 Panjang pesan dalam heksa Tergantung isi pesan 13 Isi pesan
Pengkodean karakter pesan yang dikirimkan dalam format 7 bit adalah sebagai berikut 1. Pengkodean pesan “Sistem idle” terlihat pada tabel 3.2
Tabel 3.2 Kode PDU Pesan “Sistem idle”
Char S i s t e m space i d l e
Hex 53 69 73 74 65 6D 20 69 64 6C 65
Septet 101 0011 110 1001 111 0011 111 0100 110 0101 110 1101 010 0000 110 0100 110 1100 110 1100 110 0101 8-bit 1101
0010 1111 0100 1001 1100 0101 1110 0110 1110 1000 0011 1101 0010 0110 0100 0111 0110 0001 1100
Oktet D3 F4 9C 5E 6E 83 D2 64 76 19
Panjang pesan 0B
AT Command PDU
AT+CMGS=25
2. Pengkodean pesan “Sistem aman” terlihat pada tabel 3.3
Tabel 3.3 Kode PDU Pesan “Sistem aman”
Char S i s t e m space a m a n
Hex 53 69 73 74 65 6D 20 61 6D 61 6E
Septet 101 0011 110 1001 111 0011 111 0100 110 0101 110 1101 010 0000 110 0001 110 1101 110 0001 110 1110 8-bit 1101
0010 1111 0100 1001 1100 0101 1110 0110 1110 1000 0011 1100 0011 1110 1101 1011 0000 0001 1011
Oktet D3 F4 9C 5E 6E 83 C2 ED B0 1B
Panjang pesan 0B
AT Command PDU
AT+CMGS=25
07912658050000F011000D91265846036177F60000FF0BD3F 49C5E6E83C2EDB01B
3. Pengkodean pesan “Sistem aktif” terlihat pada tabel 3.4
Tabel 3.4 Kode PDU Pesan “Sistem aktif”
Char S i s t e m space a k t i f
Hex 53 69 73 74 65 6D 20 61 6B 74 69 66
Septet 101 0011 110 1001 111 0011 111 0100 110 0101 110 1101 010 0000 110 0001 110 1011 111 0100 110 1001 110 0110 8-bit 1101
0010 1111 0100 1001 1100 0101 1110 0110 1110 1000 0011 1100 0011 0110 1011 0111 1010 1101 1010 0000 1100
Oktet D3 F4 9C 5E 6E 83 C2 6B 7A DA 0C
Panjang pesan 0C
AT Command PDU
AT+CMGS=26
07912658050000F011000D91265846036177F60000FF0CD3F49C5E 6E83C26B7ADA0C
4. Pengkodean pesan “Jendela buka” terlihat pada tabel 3.5
Tabel 3.5 Kode PDU Pesan “Jendela buka”
Char J e n d e l a sapce b u k a
Hex 4A 65 6E 64 65 6C 61 20 62 75 6B 61
Septet 100 1010 110 0101 110 1110 110 0100 110 0101 110 1100 110 0001 010 000 110 0010 111 0101 110 1011 110 0001 8-bit 1100
1010 1011 0010 1001 1011 0101 1100 0110 0110 0110 0110 1000 0111 0100 0001 1110 0010 1111 1010 0011 1010 0000 1100
Oktet CA B2 9B 5C 66 87 41 E2 F4 3A 0C
Panjang pesan 0C
AT Command PDU
AT+CMGS=26
5. Pengkodean pesan “Pintu buka” terlihat pada tabel 3.6
Tabel 3.6 Kode PDU Pesan “Pintu buka”
Char P i n t u space b u k a
Hex 50 69 6E 74 75 20 62 75 6B 61
Septet 101 0000 110 1001 110 1110 111 0100 111 0101 010 0000 110 0010 111 0101 110 1011 110 0001 8-bit 1101
0000 1011 0100 1001 1011 0101 1110 0000 1001 1000 1001 1110 1011 1110 1011 0011 0000
Oktet D0 B4 9B 5E 07 89 EB EB 30
Panjang pesan 0A
AT Command PDU
AT+CMGS=24
07912658050000F011000D91265846036177F60000FF 0AD0B49B5E0789EBEB30
6. Pengkodean pesan “Danger suhu” terlihat pada tabel 3.7
Tabel 3.7 Kode PDU Pesan “Danger suhu”
Char D a n g e r space s u h u
Hex 44 61 6E 67 65 72 20 73 75 68 75
Septet 100 0100 110 0001 110 1110 110 0111 110 0101 111 0010 010 0000 111 0011 111 0101 110 1000 111 0101 8-bit 1100
0100 1011 0000 1111 1011 0101 1100 1001 0110 1000 0011 1110 0110 0111 0101 0111 0100 0001 1101
Oktet C4 B0 FB 5C 96 83 E6 75 74 1D
Panjang pesan 0B
AT Command PDU
AT+CMGS=25
07912658050000F011000D91265846036177F60000FF0BC4 B0FB5C9683E675741D
7. Pengkodean pesan “Danger pintu” terlihat pada tabel 3.8
Tabel 3.8 Kode PDU Pesan “Danger pintu”
Char D a n g e r space p i n t u
Hex 44 61 6E 67 65 72 20 70 69 6E 74 75
Septet 100 0100 110 0001 110 1110 110 0111 110 0101 111 0010 010 0000 111 0000 110 1001 110 1110 111 0100 111 0101 8-bit 1100
0100 1011 0000 1111 1011 0101 1100 1001 0110 1000 0011 1110 0000 0110 1001 0011 0111 1011 1101 0000 1110
Oktet C4 B0 FB 5C 96 83 E0 E9 37 BD 0E
Panjang pesan 0C
AT Command PDU
AT+CMGS=26
8. Pengkodean pesan “Danger jendela” terlihat pada tabel 3.9
Tabel 3.9 Kode PDU Pesan “Danger jendela”
Char D a n g e r space j e n d
Hex 44 61 6E 67 65 72 20 6A 65 6E 64
Septet 100 0100 110 0001 110 1110 110 0111 110 0101 111 0010 010 0000 110 1010 110 0101 110 1110 110 0100 8-bit 1100
0100 1011 0000 1111 1011 0101 1100 1001 0110 1000 0011 1101 0100 0110 0111 1011 1001 1100 1100 0000 1110
Oktet C4 B0 FB 5C 96 83 D4 65 37 B9 CC
Char e l a
Hex 65 6C 61
Septet 110 0101
110 1100
110 0001 8-bit 0000
1110
0000 0011 Oktet 0E 03
Panjang pesan 0E
AT Command PDU
AT+CMGS=28
07912658050000F011000D91265846036177F60000FF0EC4B 0FB5C9683D46537B9CC0E03
9. Pengkodean pesan “11111111” terlihat pada tabel 3.10
Tabel 3.10 Kode PDU Pesan “11111111”
Char 1 1 1 1 1 1 1 1
Hex 31 31 31 31 31 31 31 31
Septet 011 0001 011 0001 011 0001 011 0001 011 0001 011 0001 011 0001 011 0001 8-bit 1011
0001 0101 1000 0010 1100 0001 0110 1000 1011 1100 1011 1100 0101 0110 0010
Oktet B1 58 2C 16 8B C5 62
Panjang pesan 08 AT Command
PDU
AT+CMGS=22
10. Pengkodean pesan “12587965” terlihat pada tabel 3.11
Tabel 3.11 Kode PDU Pesan “12587965”
Char 1 2 5 8 7 9 6 5
Hex 31 32 35 38 37 39 36 35
Septet 011 0001 011 0010 011 0101 011 1000 011 0111 011 1001 011 0110 011 0101 8-bit 0011
0001 0101 1001 0000 1101 0111 0111 1100 1011 1101 1001
