TUGAS AKHIR PENGENDALI DAN PEMANTAU PENYIRAM TAMAN PADA SISTEM OTOMASI RUMAH MENGGUNAKAN LAYANAN SMS

(1)

i

PENGENDALI DAN PEMANTAU PENYIRAM TAMAN

PADA SISTEM OTOMASI RUMAH MENGGUNAKAN

LAYANAN SMS

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh :

YUSTINUS ATMADYA GILANG PRAMANA NIM : 065114034

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

(2)

ii

WATER SPLINKER CONTROLER AND MONITORING

IN HOME AUTOMATION SYSTEM USING

SMS SERVICE

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

YUSTINUS ATMADYA GILANG PRAMANA NIM : 065114034

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

(3)

(4)

(5)

v

“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, 22 Oktober 2010

(6)

vi

M OTTO :

Bel aj ar l ebih baik dar i har i kemar in

Hidup seper ti nasi gor eng

K uper sembahkan kar ya t ul is ini kepada :

T uhan Yesus K r ist us

Ayah dan Ibu t er cint a,

K ak ak ku M ichael Pr amana Wisnu War dhana,

A dik k u Val ent inus T ir t aYudha Pr amana,

T her esia Pr ima Per mat asar i,

(7)

vii

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Yustinus Atmadya Gilang Pramana

Nomor Mahasiswa : 065114034

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

PENGENDALI DAN PEMANTAU PENYIRAM TAMAN PADA SISTEM OTOMASI RUMAH MENGGUNKAN LAYANAN SMS

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

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

(8)

viii

Kehidupan yang semakin padat menyebabkan masyarakat sering beraktivitas diluar rumah. Hal 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 memanfaatkan komunikasi bergerak yang memudahkan pekerjaan manusia. Salah satu kebutuhannya adalah menyiram taman di halaman rumah. Perancangan pengendalian dan pemanatauan penyiram taman otomatis menggunkan layanan SMS memberikan solusi yang tepat saat penghuni sedang berada diluar rumah.

Sistem penyiram taman otomatis menggunakan layanan SMS pada telepon seluler berbasis jaringan GSM terdiri dari layanan SMS, PC, dan minimum system. SMS digunakan sebagai media pengiriman pesan yang berisi format untuk mengendalikan dan memantau penyiram taman. Minimum system dan PC berfungsi untuk melakukan proses pengendalian dan pemantauan saat ada SMS masuk dari user.

Sistem pengendali dan pemantau penyiram taman otomatis memanfaatkan layanan SMS sudah berhasil dibuat dan dapat bekerja dengan baik. SMS yang masuk diolah dengan baik oleh PC dan minimum system, sehingga tingkat keakurasian perintah yang dikirimkan dengan keadaan terhadap penyiram taman sudah sesuai dengan yang diinginkan.

(9)

ix

Human living is increasingly intens cause the public also activity in out of doors . In this case resulted in increasing the need of time efficiency. To meet this needs, one logical solution is to create an automatic control system using mobile comunication that make easier working human. One of the need for pour a garden in backyard. Water splinker controler and monitoring automatic using SMS service give a best solution when human in out of doors .

Water splinker automatic system using SMS service on the GSM celluler phone consist of : SMS , PC , and microcontoler minimum system.SMS is used as medium message shipping a consist of controlling and monitoring water splinker. minimum system and PC is used to perform process control and monitoring when there is an incoming SMS from user.

Water splinker controler and monitoring automatic using SMS service system has been successfully created and worked well. Incoming SMS processed properly by the minimum system and PC, so the accuracy level command can be sent to the water splinker as expected.

(10)

x

Puji syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala karunia-Nya sehingga tugas akhir dengan judul “ Pengendali Dan Pemantau Penyiram Taman Pada Sistem Otomasi Rumah Menggunakan Layanan SMS” ini dapat diselesaikan dengan baik.

Penelitian yang berupa tugas akhir ini merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa Program Studi Teknik Elektro untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 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 Agung Cahyanta, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

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

3. Ibu Theresia Ari Prima,S.T.,M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik yang telah banyak membantu selama ini.

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

5. Laboran Teknik Elektro yang telah banyak membantu selama ini. 6. Ayah dan Ibu atas doa, kesabaran dan dukungan yang tiada henti.

7. Kakakku Michael Pramana Wisnu Wardhana dan adikku Valentinus Tirta Yudha Pramana yang selalu memberikan doa dan semangat.

8. Theresia Prima Permatasari yang telah memberikan warna-warni hidup, semangat, kesabaran dan doa.

9. Teman-teman seperjuangan GSM yang telah banyak membantu.

10.Teman-teman Teknik Elektro angkatan 2006 untuk kebersamaan dan dukungannya. 11.Teman-teman dan Pemilik Kos Petung 22C yang telah memberikan kekeluargaan

(11)

xi

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

(12)

xii

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ... vi

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

INTISARI ... viii

ABSTRACT ... ix

KATA PENGANTAR ... x

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR TABEL ... xvii

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

1.2. Batasan Masalah ... 2

1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 2

1.4. Metodologi Penelitian ... 2

1.5. Sistematika Penulisan ... 4

BAB II: DASAR TEORI 2.1. Global System for Mobile Comunication ... 5

2.1.1. Jaringan GSM ... 6

2.2. Short Message Service ... 8

2.2.1. Aristektur Jaringan GSM yang Mendukung SMS ... 8

2.3. Komunikasi Serial RS 232 ... 10

2.4. Mikrokontroler ATMega8535 ... 12

2.5. Gammu ... 13

2.5.1. Kemampuan Gammu ... 13

2.5.2. Perintah- Perintah Gammu ... 14

2.6. XAMPP ... 14

(13)

xiii BAB III: RANCANGAN PENELITIAN

3.1. Proses Kerja Sistem ... 18

3.1.1. SMS Perintah ... 19

3.1.2. SMS Konfirmasi ... 19

3.2. Perancangan dan Pembuatan Perangkat Keras ... 20

3.2.1. Perancangan dan Pembuatan Pengubah Level Tegangan ... 20

3.2.2. Perangkat Interface Telepon Seluler dengan PC ... 21

3.2.3. Rangkaian Relay Driver ... 22

3.2.4. Perancangan Penyiram Taman ... 23

3.2.5. Perancangan Rangkaian Sensor... 23

3.2.6. Rangkaian Minimum System Mikrokontroler ... 24

3.3. Perancangan Perangkat Lunak ... 25

3.3.1. Perancangan Program Pada Mikrokontroler ... 25

3.3.2. Subroutine Kendali Penyiram Taman ... 26

3.3.3. Perancangan Program Pada Personal Computer ... 27

3.3.4. Subroutine Baca SMS -Penerimaan ... 29

3.3.5. Subroutine Konfrimasi Error... 30

3.3.6. Subroutine Status Pengendali ... 31

3.3.6.1. Subroutine Kirim Status Aktif Pengendali... 31

3.3.6.2. Subroutine Kirim Status Tidak Aktif Pengendali ... 32

3.3.7. Subroutine Status Pemantauan ... 32

3.4. Proses Mode Komunikasi ... 33

3.4.1.Komunikasi Antara PC dengan Mikrokontroler ... 33

3.4.2.Kecepatan Transfer Data... 34

3.4.3.Protokol Komunikasi Data ... 34

3.4.4.Level Tegangan Komunikasi USART ... 34

3.4.5.Proses Pengiriman Data ... 35

3.4.6.Proses Penerimaan Data ... 35

3.5. Perancangan Database ... 35

(14)

xiv

4.2. Gambar Fisik Hardware ... 37

4.3. Pembahasan Data Hasil Percobaan ... 39

4.3.1. Pembahasan Data Hasil Percobaan Lama Waktu Penyiraman ... 40

4.4. Pengujian Perangkat Lunak ... 41

4.4.1. Gammu ... 41

4.4.2. XAMPP ... 42

4.4.3. Pengujian Komunikasi Antara PC dengan mikrokontroler... 43

4.5. Pengujian Perangkat Keras ... 44

4.5.1. Pengujian Rangkaian Relay Driver ... 44

4.5.2. Pengujian Rangkaian Sensor ... 45

4.6. Tampilan Program ... 46

4.6.1. Tampilan Form Utama ... 47

4.6.2. Tampilan Sub Menu Form ... 48

4.6.2.1. Tampilan Sub Menu FormSMS ... 49

4.6.2.2. Tampilan Sub Menu FormUser ... 49

4.6.2.3. Tampilan Sub Menu FormFormat ... 52

4.6.2.4. Tampilan Sub Menu FormRecord ... 54

4.6.3. Tampilan Sub Menu Help ... 55

4.7. Rangkuman Hasil Pengamatan dan Pembuatan Alat ... 56

BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 57

5.2. Saran ... 57

DAFTAR PUSTAKA ... 58

(15)

xv

Halaman

Gambar 1.1. Model Sistem ... 3

Gambar 2.1. Dasar Elemen Jaringan GSM ... 6

Gambar 2.2. Arsitektur Jaringan GSM yang Mendukung SMS ... 9

Gambar 2.3. Konektor DB 9 ... 10

Gambar 2.4. Pin ATMega 8535 ... 12

Gambar 2.5. Pin eksternal Siemens C55 tampak bawah... 16

Gambar 2.6. Simbol Relay ... 17

Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem ... 18

Gambar 3.2. Rangkaian Pengubah Level Tegangan ... 21

Gambar 3.3. Rangkaian Interface Telepon Seluler dengan PC ... 21

Gambar 3.4. Rangkaian Relay Driver ... 22

Gambar 3.5. Gambar prototype penyiram taman ... 23

Gambar 3.6. Rangkaian Sensor ... 23

Gambar 3.7. Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ... 24

Gambar 3.8. Diagram Alir Utama pada Mikrokontroler ... 25

Gambar 3.9. Diagram Alir Subroutine Penyiram Taman... 26

Gambar 3.10. Diagram Alir Utama Program pada PC ... 28

Gambar 3.11. Diagram Alir Subroutine Baca SMS-Penerimaan ... 29

Gambar 3.12. Diagram Alir Subroutine Konfirmasi Kesalahan ... 30

Gambar 3.13. Diagram Alir Subroutine Kirim Status Aktif Pengendali ... 31

Gambar 3.14. Diagram Alir Subroutine Kirim Status Tidak Aktif Pengendali ... 32

Gambar 3.15. Diagram Alir Subroutine Kirim Status Tidak Aktif Pengendali ... 33

Gambar 4.1. Rangkaian Regulator ... 37

Gambar 4.2. Rangkaian sensor water leak detector ... 38

Gambar 4.3. Rangkaian relay driver ... 38

Gambar 4.4. Rangkaian minimum system mikrokontroler ... 38

Gambar 4.5. Rangkaian komunikasi serial ... 38

Gambar 4.6. Prototype penyiram taman ... 39

(16)

xvi

Gambar 4.10. Struktur program interface pengendali dan pemantau penyiram taman .. 47

Gambar 4.11. Tampilan FormUtama ... 48

Gambar 4.12. Tampilan Sub Menu Form ... 48

Gambar 4.13. Tampilan FormSMS ... 49

Gambar 4.14. Tampilan FormUser ... 50

Gambar 4.15. Database nomor telepon user ... 51

Gambar 4.16. Tampilan FormFormat ... 52

Gambar 4.17. Database format isi SMS ... 53

Gambar 4.18. Tampilan FormRecord ... 54

Gambar 4.19. Tampilan About ... 55

(17)

xvii

Halaman

Tabel 2.1. Tabel Tonggak Sejarah GSM ... 5

Tabel 2.2. Tabel Keterangan pin DB 25 dan DB 9 ... 11

Tabel 2.3. Tabel Fungsi Pin DB 9 ... 11

Tabel 2.4. Keterangan susunan pin eksternal Siemens C55 ... 16

Tabel 3.1. Jenis-jenis perintah pada SMS perintah ... 19

Tabel 3.2. Jenis-jenis SMS konfirmasi ... 19

Tabel 4.1. Format SMS ... 39

Tabel 4.2. Pengolahan SMS perintah ... 40

Tabel 4.3. Lama waktu penyiraman ... 41

Tabel 4.4. Hasil pengujian rangkaian relay driver ... 44

(18)

1

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Kehidupan yang semakin padat menyebabkan masyarakat sering beraktivitas di luar rumah. Hal 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 memanfaatkan komunikasi bergerak yang memudahkan pekerjaan manusia. Sistem komunikasi bergerak diyakini akan memegang peranan yang semakin penting dalam memenuhi kebutuhan telekomunikasi [1]. Teknologi komunikasi bergerak (mobile communication), terutama Global System for Mobile Comunication (GSM), berkembang dengan cepat, semakin murah, dan jangkauan area dan pasar yang semakin luas..

Short Message Service (SMS) adalah salah satu layanan yang terdapat pada telepon seluler berteknologi GSM yang sangat populer [2]. Selain memiliki biaya operasional yang sangat murah, fasilitas ini juga merupakan media komunikasi dan sarana informasi yang paling banyak digunakan di dunia. Meskipun saat ini banyak pengembangan pengiriman pesan, SMS tetap menjadi pilihan utama bagi setiap orang sebagai sarana komunikasi.

Layanan SMS menurut penulis dapat digunakan sebagai pengaturan sarana perangkat elektronik di rumah. Perangkat-perangkat elektronik tidak semuanya bersifat otomatis, sehingga masih diperlukan pengoperasian secara manual dan harus bisa diatur dalam keadaan aktif maupun nonaktif, sebagai contoh penyiram taman. Dengan menggabungkan unsur telekomunikasi dan kendali, SMS dapat diaplikasikan sebagai pesan yang dapat menggendalikan penyiram taman.

(19)

Penelitian kali ini hanya akan mengambil bagian dari home automation yaitu pengendali otomatis penyiram taman. Penyiram taman otomatis yang dibuat kali ini lebih sederhana dan tidak membutuhkan biaya yang besar, sehingga dapat digunakan oleh semua lapisan masyarakat. Sistem penyiram taman ini akan menggunakan layanan SMS.

1.2

Tujuan Penelitian dan Manfaat Penelitian

Tugas akhir ini bertujuan untuk menghasilkan penyiram taman otomatis menggunakan layanan SMS. Manfaat yang akan dicapai dalam penelitian ini yaitu penyiram taman otomatis yang dapat diaplikasikan dalam rumah tangga maupun layanan publik lainnya. Hasil penelitian ini juga bisa digunakan sebagai rujukan untuk pengembangan lebih lanjut pemanfaatan teknologi komunikasi bergerak dalam membantu menjawab tantangan tentang peningkatan kenyamanan rumah secara otomatis.

1.3

Batasan Masalah

Adapun spesifikasi alat yang akan dirancang:

 Memanfaatkan jaringan dengan teknologi GSM

 Komunikasi antara telepon seluler melalui SMS dengan komputer menggunakan gammu

 Interface antara komputer dengan mikro menggunakan kabel serial port RS 232

 Menggunakan mikrokontroler buatan Atmega yaitu AVR 8535

 Menggunakan jenis telepon seluler Siemens C55

 Menggunakan water leak detector

1.4

Metodologi Penelitian

Metodologi yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Studi Pustaka

(20)

a. Mempelajari karakteristik telepon seluler yang akan digunakan sebagai handset b. Perintah gammu

c. Karakteristik mikrokontroler AVR 8535 termasuk cara pemograman dan interface d. Mempelajari water leak detector

2. Perancangan sistem

Rancangan umum model sistem penyiram taman otomatis menggunakan layanan SMS ditunjukkan pada Gambar 1.1.

Gambar 1.1. model sistem

Kondisi penyiram taman akan terpantau oleh sensor-sensor yang terhubung sistem. Telepon seluler terhubung ke PC yang akan mengirimkan pesan lewat layanan SMS dan telepon seluler penerima akan mengetahui kondisi penyiram taman. Sistem ini menggunakan pemrogaman gammu sebagai interface ke telepon seluler dan program Visual Basic sebagai program pengendalinya.

3. Penentuan parameter

Parameter yang akan diukur dalam percobaan ini meliputi kondisi beban (penyiram taman) sesuai set point yang telah ditetapkan, kondisi on dan off pada beban sesuai kondisi yang diharapkan. Seluruh pemantauan kondisi penyiram taman dapat dipantau dan dikendalikan dengan telepon seluler melalui layanan SMS. Data yang diambil merupakan perbandingan antara kondisi yang diharapkan dengan kondisi alat sesungguhnya.

4. Analisa data dan kondisi

Proses mengintegrasikan sistem antara perangkat keras dengan perangkat lunak. Kemudian dilakukan pengujian antar segmen dan analisa terhadap hasil yang telah didapatkan

Telepon seluler (User)

Sistem (PC,Mikro)

(21)

5. Pengambilan kesimpulan.

Membuat kesimpulan dari hasil penelitian yang telah dilakukan berkaitan dengan hal-hal teknis dari perangkat.

1.5

Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB I: PENDAHULUAN

Bab ini berisi latar belakang masalah, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.

BAB II : DASAR TEORI

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

BAB III : RANCANGAN PENELITIAN

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

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

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

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

(22)

5

DASAR TEORI

Bab ini membahas teori-teori tentang Global System for Mobile Communications (GSM), Short Message Service (SMS), komunikasi serial RS-232, Mikrokontroler ATMega8535, Gammu, XAMPP, water leak detector, telepon seluer Siemens, dan Relay.

2.1

Global System for Mobile Communication

Sepanjang evolusi telekomunikasi seluler, berbagai sistem telah dikembangkan tanpa manfaat spesifikasi standar. Banyak masalah disajikan secara langsung berkaitan dengan kompatibilitas, terutama dengan perkembangan teknologi radio digital [4]. Standar GSM dimaksudkan untuk mengatasi masalah ini.

Dari tahun 1982-1985 diskusi diselenggarakan untuk memutuskan antara membangun sistem analog atau digital. Setelah beberapa uji lapangan, sebuah sistem digital diadopsi untuk GSM. Pada bulan Mei 1987, Time Division Multiple Access (TDMA) dipilih sebagai solusi untuk metode akses. Ringkasan tonggak sejarah GSM diberikan dalam Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Tabel Tonggak Sejarah GSM [4] Tahun Tonggak sejarah

1982 GSM dibentuk

1986 Uji lapangan

1987 TDMA dipilih sebagai metode akses 1988 Menandatangani nota kesepahaman 1989 Validasi sistem GSM

1990 Sistem preoperation 1991 Sistem komersial start-up

1992 Cakupan kota-kota besar / bandara 1993 Jangkauan jalan utama

(23)

2.1.1 Jaringan GSM

Jaringan GSM terdiri atas tiga subsistem yaitu Mobile Station (MS), Base Station Subsystem (BSS), dan Network Switching Subsystem (NSS) [4]. Dasar elemen jaringan

GSM diperlihatkan pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Dasar Elemen Jaringan GSM [4]

Mobile Station terdiri dari [3] : a. Mobile Equipment

Mobile Equipment (ME) adalah perangkat untuk transmisi radio yang dikenal dengan istilah telepon seluler. ME memiliki identitas unik yang disebut International Mobile Equipment Identity (IMEI).

b. Subcriber Identification Module

Subcriber Identification Module (SIM) card berisi International Mobile Subscriber Identity (IMSI), secret key (kunci rahasia) untuk otentikasi, phone book (daftar

(24)

Network Switching Subsystem terdiri dari [4] : a. Mobile Switching Center

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

b. Home Location Register

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

c. Visitor Location Register

Visitor Location Register (VLR) berisi database sementara dari subscriber. Database sementara tersebut diperlukan oleh MSC untuk melayani subscriber yang berkunjung dari area lain.

d. Authentication Center

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

e. Equipment Identity Register

Equipment Identity Register (EIR) merupakan database yang berisi daftar valid mobile equipment pada jaringan yang berupa IMEI.

Base Station Subsytem terdiri dari [4] :

a. Base Tranciever System

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

b. Base Station Controller

(25)

operasi seperti handover, cell site configuration, management of radio resources, dan menyetel power level dari frekuensi radio BTS.

2.2

Short Message Service

Short Message Service (SMS) merupakan salah satu layanan pesan teks yang dikembangkan dan distandarisasi oleh suatu badan yang bernama ETSI (European Telecomunication Standards Institute) sebagai bagian dari pengembangan GSM Phase 2, yang terdapat pada dokumentasi GSM 03.40 dan GSM 03.38. Fitur SMS ini memungkinkan perangkat Stasiun Seluler Digital (Digital Cellular Terminal, seperti telepon seluler) untuk dapat mengirim dan menerima pesan-pesan teks dengan panjang sampai dengan 160 karakter melalui jaringan GSM [2] [5].

SMS dapat dikirimkan ke perangkat Stasiun Seluler Digital lainnya hanya dalam beberapa detik selama berada pada jangkauan pelayanan GSM. Lebih dari sekedar pengiriman pesan biasa, layanan SMS memberikan garansi SMS akan sampai pada tujuan meskipun perangkat yang dituju sedang tidak aktif karena sedang dalam kondisi mati atau berada di luar jangkauan layanan GSM. Jaringan SMS akan menyimpan sementara pesan yang belum terkirim, dan akan segera mengirimkan ke perangkat yang dituju setelah adanya tanda kehadiran dari perangkat dijaringan tersebut. Fakta bahwa layanan SMS (melalui jaringan GSM) mendukung jangkauan atau jelajah nasional dan internasional dengan waktu keterlambatan yang sangat kecil, memungkinkan layanan SMS cocok untuk dikembangkan sebagai aplikasi-aplikasi seperti: pager, e-mail, dan notifikasi voice mail, serta layanan pesan banyak pemakai (multiple users). Namun pengembangan aplikasi tersebut masih bergantung pada tingkat layanan yang disediakan oleh operator jaringan [6].

2.2.1

Arsitektur Jaringan GSM yang Mendukung SMS

(26)

Gambar 2.2. Arsitektur Jaringan GSM yang Mendukung SMS [7]

Fungsi dari jaringan GSM yang mendukung SMS [7]: a. Short Message Center

Short Message Center merupakan entitas yang melakukan pekerjaan menyimpan dan meneruskan pesan ke dan dari mobile station. Short Message Entity (SME) yang dapat berada dijaringan tetap atau mobile station, menerima dan mengirim pesan singkat.

b. Short Message Service–Gateway MSC

Short Message Service–Gateway MSC merupakan sebuah gerbang MSC yang juga

dapat menerima pesan singkat. Gateway MSC adalah jaringan mobile sudut kontak dengan jaringan lain. Bila menerima pesan singkat dari pusat pesan, maka GMSC yang menggunakan jaringan SS7, menginterogasi posisi saat ini dari mobile station membentuk HLR.

c. Home Location Register

Home Location Register adalah database utama dalam sebuah jaringan selular. Menyimpan informasi tentang profil berlangganan mobile dan juga tentang informasi routing untuk pelanggan, yaitu area (tertutup oleh MSC) saat mobile berada.

d. Mobile Switching Center

Mobile Switching Center merupakan entitas dalam jaringan GSM yang melakukan pekerjaan untuk beralih hubungan antara mobile station atau antara mobile station dan jaringan tetap.

e. Visitor Location Register

(27)

2.3

Komunikasi Serial RS-232

Standar RS232 ditetapkan oleh Electronic Industry Association and Telecomunication Industry Association pada tahun 1962. Nama lengkapnya adalah EIA/TIA-232 Interface Between Data Terminal Equipment and Data Circuit-Terminating Equipment Employing Serial Binary Data Interchange. Meskipun namanya cukup panjang, tetapi standar ini hanya menyangkut komunikasi data antara komputer dengan alat-alat pelengkap komputer. Beberapa parameter yang ditetapkan EIA (Electronics Industry Association) antara lain:

a. Sebuah ‘spasi’ (logika 0) antara tegangan +3 s/d +25 volt b. Sebuah ‘tanda’ (logika 1) antara tegangan -3 s/d -25 volt c. Daerah tegangan antara +3 s/d -3 volt tidak didefenisikan

d. Tegangan rangkaian terbuka tidak boleh lebih dari 25 volt (dengan acuan ground) e. Arus hubung singkat rangkaian tidak boleh lebih dari 500 mA.

Sebuah penggerak (driver) harus mampu menangani arus ini tanpa mengalami kerusakan. Selain mendeskripsikan level tegangan seperti yang dibahas di atas, standard RS232 menentukan pula jenis-jenis sinyal yang dipakai mengatur pertukaran informasi antara DTE dan DCE, semuanya terdapat 24 jenis sinyal tapi yang umum dipakai hanyalah 9 jenis sinyal. Konektor yang dipakai pun ditentukan dalam standard RS232. Konektor DB9 hanya bisa dipakai untuk 9 sinyal yang umum dipakai. Gambar 2.3. menunjukkan konektor DB 9, sedangkan Tabel 2.2. menunjukkan keterangan pin DB 9, dan Tabel 2.3. menunjukkan Fungsi Pin DB 9 [8].

(28)

Tabel 2.2. Tabel Keterangan pin DB 25 dan DB 9 [8]

Pin DB9 Singkatan Keterangan

Pin 3 TD Transmit Data

Pin 2 RD Receive Data

Pin 7 RTS Request To Send

Pin 8 CTS Clear To Send

Pin 6 DSR Data Set Ready

Pin 5 SG Signal Ground

Pin 1 CD Carrier Detect

Pin 4 DTR Data Terminal Ready

Pin 9 RI Ring Indicator

Tabel 2.3. Tabel Fungsi Pin DB 9 [8] Singkatan Keterangan Fungsi

TD Transmit Data Untuk pengiriman data serial (TDX) RD Receive Data Untuk penerimaan data serial (RDX)

RTS Request To Send Sinyal untuk menginformasikan modem bahwa UART siap melakukan pertukaran data

CTS Clear To Send Digunakan untuk memberitahukan bahwa modem siap untuk melakukan pertukaran data

DSR Data Set Ready Memberitahukan UART bahwa modem siap untuk melakukan pertukaran data

CD Carrier Detect Saat modem mendeteksi suatu “carrier” dan modem lain maka sinyal akan diaktifkan

DTR Data Terminal Ready

Kebalikan dari DSR untuk memberitahukan bahwa UART siap melakukan hubungan komunikasi

(29)

2.4

Mikrokontroler ATMega8535

Mikrokontroler adalah suatu keping IC yang mempunyai mikroprosesor dan memori program (ROM) serta memori serbaguna (RAM). Bahkan ada beberapa jenis mikrokontroler yang memiliki fasilitas ADC, PLL, dan EEPROM dalam satu kemasan.

Secara umum, AVR dapat 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. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, bisa dikatakan hampir sama. Oleh karena itu ATMega8535 dipergunakan sebagai salah satu AVR produk Atmel. Selain mudah didapatkan dan lebih murah, ATMega8535 juga memiliki fasilitas yang lengkap. AT Mega 8535 memiliki teknologi RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz, sehingga membuat ATMega8535 lebih cepat bila dibandingkan dengan varian MCS 51. Fasilitas lengkap tersebut menjadikan ATMega8535 sebagai mikrokontroler yang powerfull [9].

Gambar 2.4. Pin AT Mega 8535 [9]

(30)

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

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

yaitu timer/counter, komparator analog, dan SPI.

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

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

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

i. AVCC merupakan pin input tegangan untuk ADC.

j. AREF merupakan pin input tegangan referensi untuk ADC

2.5

Gammu

Gammu adalah nama sebuah project yang ditujukan untuk membangun sebuah tools dan driver, yang dapat menangani telepon seluler di dalam windows maupun linux [10] . Tool yang dimiliki oleh gnokii mencakup driver modem, tool atau console, aplikasi yang berbasiskan grafis dan banyak lagi. Dengan lisensi GNU atau GPL, menjamin kebebasan menggunakan tool ini tanpa perlu takut masalah legalitas dan biaya mahal yang harus dikeluarkan, agar dapat menggunakan atau memanfaatkan sms gateway. Dalam paket terbaru gammu juga tesedia sebuah daemon untuk menangani SMS dengan nama smsdrc. Smsdrc bukan hanya dapat manampilkan SMS yang masuk ke dalam telepon seluler, tetapi juga akan menyimpan SMS tersebut ke dalam sebuah database. Database yang digunakan adalah database server MySQL dan PostgreSQL. Selain itu, SMS juga dapat disimpan kedalam file.

2.5.1 Kemampuan Gammu

Kemampuan yang dapat ditangani oleh gammu, diantaranya adalah sebagai berikut: 1. Membaca, menghapus, mengirim SMS

2. Membuat atau menghapus folder SMS

(31)

4. Membaca, menulis, menghapus catatan kalender pada ponsel 5. Operasi memanggil atau menerima telepon

6. Penanganan setting pada ponsel 7. Penanganan featur WAP ponsel

8. Penanganan security, logo dan ringtone untuk ponsel

2.5.2 Perintah - Perintah Gammu

Beberapa perintah yang sering digunakan dalam Gammu adalah sebagai berikut: 1. Untuk mengetahui versi gnokii yang digunakan

gammu –version

2. Untuk menampilkan informasi detail mengenai ponsel yang terpasang.

gammu –identify

3. Untuk membaca sms yang masuk

gammu –smsreader

4. Untuk mengirim sms

gammu --sendsms <no tujuan>

5. Sebagai smsd

gammu –smsd

2.6

XAMPP

XAMPP adalah perangkat lunak bebas yang mendukung banyak sistem operasi dan merupakan sebuah kompilasi fitur dari beberapa program [11]. XAMPP berfungsi sebagai server yang berdiri sendiri (localhost), yang terdiri atas program Apache HTTP Server,

MySQL database, dan penerjemah bahasa yang ditulis dengan bahasa pemrograman PHP dan Perl. Nama XAMPP merupakan singkatan dari:

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

(32)

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

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

5. P yaitu Perl, bahasa pemrograman.

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

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

b) phpMyAdmin merupakan bagian untuk mengelola basis data MySQL yang ada dikomputer. Untuk dapat mengaksesnya, maka buka pada halaman browser lalu ketikkan http://localhost/phpMyadmin, maka akan muncul halaman PHP Myadmin.

Kontrol panel yang berfungsi untuk mengelola layanan (service) XAMPP. Seperti menghentikan (stop) layanan, ataupun memulai (start).

2.7

Water Leak Detector

(33)

2.8

Telepon Seluler Siemens C55

Siemens C55 memiliki pin konektor eksternal yang dapat dimanfaatkan untuk pengendalian telepon seluler dari luar dengan piranti bantu mikrokontroler ataupun PC [13]. Pin konektor dari Siemens C55 dapat dilihat pada Gambar 2.5. Keterangan dari pin-pin eksternal Siemens C55 terdapat pada Tabel 2.4.

Gambar 2.5. Pin eksternal Siemens C55 tampak bawah [13].

Tabel 2.4. Keterangan susunan pin eksternal Siemens C55 [13].

No pin Nama pin Deskripsi

1 Vin Power Charging

2 Ground Saluran ground

3 Tx Data output

4 Rx Data input

5 CTS Data line for accessory

6 RTS Data line for accessory or serial cable 7 DCD Clock line for accessory

8 Audio AP Kutub positif audio

9 No connection Tidak ada koneksi

10 Audio N Kutub negatif audio

11 Ground mic Saluran ground untuk mic

12 EPP External mic

2.8

Relay

Relay adalah saklar (switch) elektrik yang bekerja berdasarkan medan magnet. Relay terdiri dari suatu lilitan dan switch mekanik [14]. Switch mekanik akan bergerak jika ada arus listrik yang mengalir melalui lilitan. Simbol relay ditunjukkan Gambar 2.6.

(34)

a. Normally Open : Relay akan menutup bila dialiri arus listrik. b. Normally Close : Relay akan membuka bila dialiri arus listrik.

c. Changeover : Relay ini memiliki kontak tengah yang akan melepaskan diri dan membuat kontak lainnya berhubungan.

(35)

18

RANCANGAN PENELITIAN

Bab ini membahas proses kerja sistem, perencanaan dan pembuatan perangkat keras, dan perencanaan dan pembuatan perangkat lunak .

3.1

PROSES KERJA SISTEM

Tugas akhir ini akan merancang dan membuat suatu alat untuk mengendalikan penyiram taman secara otomatis menggunakan mikrokontroler ATMega 8535 dengan Short Message Service (SMS). Proses kerja sistem dimulai pada saat user mengirimkan instruksi berupa SMS ke sistem utama. Selanjutnya, data input dari telepon seluler dikonversi oleh PC. Data yang dikonversi di PC akan diproses dan dikirimkan sebagai instruksi ke mikrokontroler. Instruksi yang diberikan dapat berupa instruksi untuk proses pengendalian dan proses pemantauan. Blok diagram sistem yang dibuat dapat dilihat pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem

Instruksi pengendalian yang diberikan berupa pengiriman karakter berdasarkan lama waktu penyiraman yang dinotasikan dengan nyala1, nyala2, dan nyala3. Jika dikirim karakter nyala1, maka di dalam mikrokontroler akan diproses instruksi nyala1, yang dikenali sebagai perintah untuk menyalakan penyiram taman selama 10 detik . Jika dikirim karakter nyala2, maka di dalam mikrokontroler akan diproses instruksi nyala2, yang dikenali sebagai perintah untuk menyalakan penyiram taman selama 15 detik. Jika dikirim

Jaringan GSM

RS RS

(36)

karakter nyala3, maka di dalam mikrokontroler akan diproses instruksi nyala3, yang dikenali sebagai perintah untuk menyalakan penyiram taman selama 20 detik.

3.1.1

SMS Perintah

SMS perintah adalah SMS yang dikirimkan oleh user untuk memerintahkan minimum system untuk melakukan tugas tertentu. Tabel 3.1 memperlihatkan jenis-jenis perintah pada SMS perintah. SMS perintah diwakilkan oleh beberapa karakter. Karakter tersebut dapat berupa angka dan huruf.

Tabel 3.1. Jenis-jenis perintah pada SMS perintah

No Text SMS Keterangan

1 Nyala1 Menyalakan pompa penyiram taman selama 10 detik

4 Pantau Meminta konfirmasi dari PC tentang kondisi pompa

3.1.2 SMS Konfirmasi

SMS konfirmasi adalah SMS yang dikirimkan oleh sistem kepada user untuk memberitahukan informasi terkait respon terhadap suatu perintah dan pemberitahuan kesalahan. SMS konfirmasi diwakilkan oleh beberapa karakter. Format SMS pada SMS konfirmasi tidak sama dengan format SMS perintah, dimana terdiri dari nomor user dan perintah secara berurutan. Tabel 3.2 memperlihatkan Jenis-jenis SMS konfirmasi terkirim yang diterima user.

Tabel 3.2. Jenis-jenis SMS konfirmasi

No Text SMS Keterangan

1 Nomor tidak di kenal Nomor user tidak sesuai database 2 Format sms tidak di kenal Format sms tidak sesuai database

3 Pompa 10 detik sensor on Pompa penyiram taman nyala selama 10 detik dan sensor on

(37)

Tabel 3.2. (lanjutan) Jenis-jenis SMS konfirmasi

5 Pompa 20 detik sensor on Pompa penyiram taman nyala selama 20 detik dan sensor on

6 Pompa mati sensor off Pompa penyiram taman dalam keadaan mati dan sensor off

7 Pompa siap sensor off Pompa dalam keadaan mati dan siap dipakai 8 Pompa belum siap sensor off Pompa masih nyala dan belum bisa dipakai

3.2

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PERANGKAT KERAS

Perancangan perangkat keras pada tugas akhir ini menggunakan PC sebagai pengolahan data dan mikrokontroler ATMega8535 sebagai otak sistem yang berfungsi mengendalikan beban. Koneksi antara telepon seluler dengan PC menggunakan konektor default Siemens yang dihubungkan dengan RS232 yang menggunakan konektor DB9. Komunikasi antara PC dengan mikrokontroler menggunakan komunikasi serial RS232 yang menggunakan konektor DB9.

3.2.1

Perancangan dan Pembuatan Pengubah Level Tegangan

Pembuatan tugas akhir ini menggunakan IC MAX232 sebagai pengubah level tegangan. IC MAX232 mempunyai 2 receivers dan 2 drivers. Receivers berfungsi sebagai pengubah level tegangan dari level RS232 ke level Transistor Transistor Logic (TTL). Drivers berfungsi mengubah level tegangan dari level TTL ke level RS232. Pasangan driver/receiver ini digunakan untuk TD dan RD, sedangkan pasangan yang lainnya digunakan untuk CTS dan RTS.

(38)

C2 1u C 3 1u C1 1u 5V P1

CONNECTOR DB9

5 9 4 8 3 7 2 6 1 C4 1u U2 MAX232A 13 8 11 10 1 3 4 5 2 6 12 9 14 7 16 15 R1IN R2IN T1IN T2IN C+ C1-C2+ C2-V+ V-R1OUT R2OUT T1OUT T2OUT VCC GN D VC C

Gambar 3.2. Rangkaian Pengubah Level Tegangan

Koneksi antara IC MAX232 dengan RS232 terhubung melalui koneksi antara pin konektor DB9 dengan pin MAX232. Pin 14 (driver 1 output) IC MAX232 yaitu TD (Transmit Data) terhubung dengan pin2 (received data) DB9. Pin 13 (receiver 1 input) IC MAX232 yaitu RD (Receive Data) terhubung dengan pin 3 (transmitted data) DB9. Sedangkan pin 12 dan pin 13 dari IC MAX232 sebagai output.

3.2.2 Perangkat Interface Telepon Seluler dengan PC

Komunikasi serial antara PC dengan telepon seluler memerlukan sebuah perangkat interface yang mengubah level tegangan TTL (Transistor-Transistor Logic) dari telepon seluler menjadi level tegangan RS232 pada PC. Gambar 3.3 menunjukkan rangkaian interface telepon seluler dengan PC.

C2 1u J1 hp siemens 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 C3 1u C1 1u 5V P1 CONNECTOR DB9 5 9 4 8 3 7 2 6 1 C4 1u U2 MAX232A 13 8 11 10 1 3 4 5 2 6 12 9 14 7 16 15 R1IN R2IN T1IN T2IN C+ C1-C2+ C2-V+ V-R1OUT R2OUT T1OUT T2OUT VCC GND VCC

(39)

3.2.3

Rangkaian Relay Driver

Komponen dari rangkaian relay driver terdiri dari transistor 2SC945, dioda IN4002, dan relay. Relay yang digunakan adalah relay lima kaki dengan tegangan 12V dan arus maksimal 3A. Kumparan magnetik relay akan bereaksi jika terdapat tegangan input DC sebesar 12V dan arus minimum sebesar 25mA. Gambar 3.4 menunjukkan gambar rangkaian relay driver yang dirancang.

220 V AC

K1

R ELAY D PD T

3 4 5 6 8 7 1 2 12 V VC C Q2 BC 337 1 2 3 D 1 1N4001 1 2 in R1 RESISTOR

Gambar 3.4. Rangkaian Relay Driver

Nilai  transistor 2SC945 ditentukan sebesar 58 dari pengukuran dengan multimeter. Dengan menggunakan nilai arus untuk menggerakkan kumparan magnetik relay sebagai nilai arus IC transistor, nilai arus IBdapat dihitung berdasarkan persamaan

(3.1) sebagai berikut:

C

B

I

I  (3.1)

A x A x

I_B 4

3 10 3 . 4 58 10

25  _ 



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

mikrokontroler, yaitu sebesar 5V. Dengan nilai tegangan VBB sebesar 5V, besarnya nilai

resistor basis R1 dapat dihitung berdasarkan persamaan (3.2) sebagai berikut:

B BE BB I V V

R1   (3.2)

  _ 10000 10 3 . 4 7 , 0 5 4 1 A x V V R 1

(40)

3.2.4

Perancangan Penyiram Taman

Sistem penyiram taman ini menggunakan pompa yang berfungsi menyedot air dan water leak detector sebagai pendeteksi air yang lewat dalam selang. Gambar 3.5

menunjukkan gambar prototype penyiram taman. Pompa akan menyedot air dan mengalirkan melalui selang untuk menyiram taman.

Gambar 3.5. Gambar prototype penyiram taman

3.2.5

Perancangan Rangkaian Sensor

Sensor ini berfungsi untuk mengetahui ketika ada air yang mengenai sensor. Sensor ini terdiri dari dua buah kabel tembaga, dimana kabel 1 dihubungkan ke Vcc 5 volt dan yang lainnya dihubungkan ke input PORTA.0 mikrokontroler.

Dua kabel ini akan diletakan secara berdampingan, tetapi tidak bersentuhan satu dengan yang lain. Sehingga arus tidak akan mengalir dari kabel yang terhubung ke +5 volt menuju kabel yang terhubung ke PORTA.0 mikrokontroler. Peletakan sensor ditunjukkan pada gambar 3.6.

(41)

C1 10n U2 8535 19 18 17 21 24 22 20 23 9 10 11 12 13 14 15 16 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 1 2 3 4 5 6 7 8 PD5 PD4 PD3 PD7 PC2 PC0 PD6 PC1 RESET VCC GND XTAL2 XTAL1 PD0(RXD) PD1(TXD) PD2 PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7 AREF GND AVCC PC7 PC6 PC5 PC4 PC3 PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 5V C2 1u VCC VCC

A

1 1

Wednesday , February 10, 2010 Title

Size Document Number Rev

Date: Sheet of

5V VCC P1 CONNECTOR DB9 5 9 4 8 3 7 2 6 1 U2 MAX232A 13 8 11 10 1 3 4 5 2 6 12 9 14 7 16 15 R1IN R2IN T1IN T2IN C+ C1-C2+ C2-V+ V-R1OUT R2OUT T1OUT T2OUT VCC GND 5V C3 1u R1 4K7 C4 1u SW1 RANGKAIAN SENSOR 5V VCC C1 1u PENYIRAM TAMAN

Dari gambar 3.6 dapat dilihat bahwa jika tidak ada air yang melewati, maka kedua kabel itu tidak akan terhubung satu dengan lainnya. Jika ada air yang melewati dan mengenai kedua kabel tersebut, maka akan menyebabkan arus akan mengalir dari kabel +5 volt ke PORTA.0 mikrokontroler.

3.2.6

Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler

Sistem minimum mikrokontroler berfungsi sebagai media interface dan pemrosesan data antara PC dan unit I/O. Kristal yang digunakan dalam sistem minimum mikrokontroler ini adalah kristal internal yang diatur melalui program.

(42)

Rangkaian reset digunakan untuk melakukan reset pada mikrokontroler, sehingga eksekusi program mikrokontroler akan dimulai kembali dari awal. Mikrokontroler akan mengeksekusi program pada saat port RST diberi logika ‘0’. Jika port RST diberi logika ‘1’, maka program akan kembali ke awal (reset). Gambar 3.7 menunjukkan rangkaian sistem minimum mikrokontroler.

3.3

Perancangan Perangkat Lunak

3.3.1 Perancangan Program Pada Mikrokontroler

Perangkat lunak yang digunakan untuk memprogram mikrokontroler adalah Codevision AVR. Codevision AVR adalah program yang menggunakan bahasa C yang ringkas dan dirancang sebagai compiler bahasa untuk mikrokontroler AVR. Gambar 3.8 menunjukkan diagram alir utama pemrograman pada mikrokontroler.

Gambar 3.8. Diagram Alir Utama pada Mikrokontroler Ya

Tidak Mulai

Inisialisasi Port

Ambil data instruksi dari

PC?

Kendali Penyiram Taman

(43)

Pada awal program, mikrokontroler akan melakukan inisialisasi terhadap port mikrokontroler dan dilanjutkan dengan deteksi data input dari PC. Setelah mikrokontroler mendapat data input dari PC, mikrokontroler akan melakukan pengendalian. Pengendalian dimaksudkan agar mikrokontroler dapat mengaktifkan beban sesuai instruksi yang diberikan. Instruksi yang diberikan berupa lama waktu penyiraman taman. Proses selanjutnya, pengiriman data ke PC

3.3.2

Subroutine

Kendali Penyiram Taman

Subroutine kendali penyiram taman berfungsi untuk mengendalikan perangkat penyiram taman. Saat diberikan instruksi dari PC, mikrokontroler akan mengecek jenis instruksi yang akan dijalankan. Instruksi yang diberikan adalah perintah untuk melakukan penyiraman taman selama waktu yang telah ditentukan. Gambar 3.9 menunjukkan diagram alir subroutine kendali penyiram taman.

Gambar 3.9. Diagram Alir Subroutine Penyiram Taman

Cek instruksi

Mulai

Instruksi Penyirama

n

Selesai

=1? =2? =3? Pantau

Nyala 10 detik Nyala 15 detik Nyala 20 detik Kondisi pompa

Baca sensor

Kirim ke PC

F

(44)

Setelah mikrokontroler mendapatkan instruksi dari PC maka, mikrokontroler akan mengeksekusi instruksi tersebut. Pada saat diberikan instruksi Nyala1, maka di dalam mikrokontroler akan diproses instruksi Nyala1 sebagai 1, yang dikenali sebagai perintah untuk menyalakan penyiram taman selama 10 detik . Jika diberikan instruksi Nyala2, maka di dalam mikrokontroler akan diproses instruksi Nyala2 sebagai 2, yang dikenali sebagai perintah untuk menyalakan penyiram taman selama 15 detik. Jika diberikan instruksi Nyala3, maka di dalam mikrokontroler akan diproses instruksi Nyala3 sebagai 3, yang dikenali sebagai perintah untuk menyalakan penyiram taman selama 20 detik. Jika diberikan instruksi Pantau, maka di dalam mikrokontroler dikenali sebagai instruksi untuk memberitahukan keadaan pompa penyiram taman.

Proses selanjutnya, setelah mikrokontroler menjalankan instruksi yang diberikan adalah pendeteksian melalui air yang melewati selang. Pendeteksian dilakuan dengan sensor water leak detector. Langkah selanjutnya mikrokontroler mengirimkan respon hasil pengendalian ke PC.

3.3.3

Perancangan Program pada Personal Komputer

Perancangan program pada PC dimaksudkan untuk komunikasi antara telepon seluler, PC, dan mikrokontroler. Program ini menggunakan Gammu sebagai tool dan driver yang dapat menangani fungsi telepon seluler dalam PC. Program pada PC berfungsi untuk memberikan instruksi-instruksi ke mikrokontroler dan mengakusisi data dari sensor. Diagram alir dari program utama pada PC ditunjukkan pada Gambar 3.10.

Pada awal program, PC akan melakukan inisialisasi terhadap telepon seluler. Selanjutnya, PC akan melakukan deteksi data input yang berupa SMS pada telepon seluler. Jika terdapat input SMS, maka PC akan memproses SMS yang diterima. Isi sms yang diterima akan diidentifikasi nomor pengirim dan pesan yang dikirim. Proses identifikasi akan dilakukan di dalam subroutine baca SMS-Penerimaan.

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

(45)

Pada saat terdapat SMS untuk mengaktifkan pengendali, PC akan mengirimkan instruksi pengendalian kepada mikrokontroler. PC akan memberikan konfirmasi secara otomatis kepada user setelah penyiram taman aktif. Proses konfirmasi ini akan dilakukan di dalam subroutine Kirim Status Aktif Pengendali.

Status penyiram taman yang sudah tidak aktif akan dikonfirmasikan juga kepada user secara otomatis melalui SMS. Proses konfirmasi status tidak aktif dilakukan di dalam subroutine Kirim Status Tidak Aktif Pengendali.

Gambar 3.10. Diagram Alir Utama Program pada PC Ya

Ya

Tidak

Tidak Tidak

Mulai

Inisialisasi telepon seluler SMS masuk

Baca SMS –Penerimaan

Hapus inbox telepon seluler

Cek error

Isi SMS untuk pengendalian?

Kirim instruksi ke mikrokontroler

Instruksi status pengendali X

Selesai

X Konfirmasi error

Tidak

Isi SMS untuk

X

(46)

3.3.4

Subroutine

Baca SMS-Penerimaan

Subroutine baca SMS-Penerimaan berfungsi untuk identifikasi nomor pengirim dan isi SMS dengan mengambil data-data dari SMS yang masuk ke inbox. Data-data yang diambil berupa nomor pengirim dan isi SMS. Semua data tersebut akan disimpan sementara di dalam PC. Gambar 3.11 menunjukkan diagram alir dari subroutine Baca SMS-Penerimaan.

Data nomor pengirim dan isi SMS yang diterima akan dibandingkan dengan database pada PC. Perbandingan ini dimaksudkan untuk menentukan instruksi yang akan

dijalankan selanjutnya oleh PC.

Gambar 3.11. Diagram Alir Subroutine Baca SMS-Penerimaan Ya

Tida k

Tida k Mulai

Terima SMS dari user

Membuka daftar SMS

Ambil dan simpan sementara nomor telepon

seluler user

Membandingkan nomor pengirim dengan nomor pada database di PC

A

Nomor pengirim sesuai database?

Ambil dan simpan isi sementara SMS

Bandingkan format isi SMS dengan format database PC

Isi SMS sesuai database ?

selesai

(47)

Data nomor pengirim digunakan untuk identifikasi nomor pengirim. Selain itu, data nomor pengirim tersebut akan digunakan sebagai Destination Number (nomor tujuan) untuk mengirimkan konfirmasi SMS kepada user pada saat nomor pengirim tidak sesuai dengan database PC. Data nomor pengirim dan isi SMS yang tidak sesuai dengan database akan disimpan sebagai variabel data ”error1” dan ”error2”. Kesalahan yang terjadi akan dikonfirmasikan kepada user (pengirim). Konfirmasi kepada user akan dilaksanakan pada subroutine Konfirmasi Kesalahan.

3.3.5

Subroutine

Konfirmasi Error

Subroutine konfirmasi error berfungsi untuk memberikan konfirmasi kepada user tentang kesalahan nomor pengirim dan isi SMS yang dikirimkan. Konfirmasi kepada user akan dilakukan dengan mengirimkan SMS kepada user. Format teks dari SMS yang akan dikirimkan kepada user adalah ”format sms tidak dikenal” untuk kesalahan isi SMS dan ”nomor tidak dikenal” untuk kesalahan nomor pengirim. Gambar 3.12 menunjukkan diagram alir dari subroutine konfirmasi error.

Gambar 3.12. Diagram Alir Subroutine Konfirmasi Error Ya

Tidak

Ya Tidak Start

“format sms tidak dikenal”

Ambil nomor telepon user sementara yang tersimpan di PC

B

Sisipkan no telepon user

Kirim SMS

Reset semua variabel yang di PC

selesai

Error 1? Error 2?

(48)

3.3.6

Subroutine

Status Pengendali

Subroutine status pengendali berfungsi untuk mengkonfirmasikan kepada user bahwa perangkat penyiram taman sudah dalam status aktif atau dalam status tidak aktif. Subroutine status pengendali terdiri dari kirim status aktif pengendali dan kirim status tidak aktif pengendali.

3.3.6.1

Subroutine

Kirim Status Aktif Pengendali

Subroutine kirim status aktif pengendali berfungsi untuk mengkonfirmasikan kepada user bahwa perangkat penyiram taman sudah dalam status aktif. Status aktif perangkat penyiram taman akan dikonfirmasikan secara otomatis kepada user melalui SMS. Format teks dari SMS yang akan dikirimkan kepada user adalah ”sensor on” untuk menunjukkan bahwa perangkat penyiram telah aktif . Gambar 3.13 menunjukkan diagram alir subroutine kirim status aktif pengendali.

Gambar 3.13. Diagram Alir Subroutine Kirim Status Aktif Pengendali Ya

Tidak Start

Ambil data status dari mikrokontroler

Data status pengendali aktif ?

Sisipkan format teks “sensor on”

Ambil nomor telepon user dari database PC

Kirim SMS ke nomor telepon user

(49)

3.3.6.2

Subroutine

Kirim Status Tidak Aktif Pengendali

Subroutine tidak aktif pengendali berfungsi mengkonfirmasikan kepada user bahwa perangkat penyiram taman sudah dalam status tidak aktif. Status tidak aktif penyiram taman akan dikonfirmasikan secara otomatis kepada user melalui SMS. Format teks dari SMS yang akan dikirimkan kepada user adalah ” sensor off” untuk menunjukkan bahwa perangkat penyiram tidak aktif. Gambar 3.14 menunjukkan diagram alir subroutine Kirim Status Tidak Aktif Pengendali.

Gambar 3.14. Diagram Alir Subroutine Kirim Status Tidak Aktif Pengendali

3.3.7

Subroutine

Status Pemantauan

Subroutine status pemantauan berfungsi untuk mengkonfirmasikan kepada user tentang status perangkat penyiram taman. Gambar 3.15 menunjukkan flowchart dari subroutine Pemantauan.

Start

Ambil data dari mikrokontroler

Data status pengendali tidak aktif ?

Sisipkan format teks”sensor off”

Selesai

Tidak

(50)

Gambar 3.15. Diagram Alir Subroutine Kirim Status Pemantauan

3.4

Proses dan Mode Komunikasi

3.4.1

Komunikasi Antara PC dengan Mikrokontroler

Proses komunikasi antara PC dengan mikrokontroler menggunakan serial port. Komunikasi data serial dikerjakan oleh USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter). Mikrokontroller ATmega8535 memiliki USART yang dapat berfungsi sebagai serial sinkron ataupun serial asinkron dengan operasi Full Duplex yaitu penerima dan pengirim memiliki register tersendiri. Artinya dalam satu waktu dapat melakukan pengiriman data sekaligus menerima data.

Komunikasi USART AVR mode asinkron menggunakan 2 buah jalur untuk komunikasi data yaitu RxD (PORTD.0) untuk menerima data dan TxD (PORTD.1) untuk

Ambil data dari mikrokontroler

Data status pemantauan

Sisipkan format teks

Selesai

Tidak

(51)

mengirim data. Komunikasi serial asinkron berbeda dengan serial sinkron yaitu tidak adanya sinyal clock yang mensinkronkan komunikasi data, hal yang mensinkronkannya adalah protokol komunikasi data dan kecepatan transfer yang dinyatakan dengan bit per second (bps) atau dikenal dengan nama baud rate. Kedua hal tersebut harus sama untuk setiap perangkat yang akan berkomunikasi secara serial asinkron, jika tidak maka kesalahan data akan terjadi bahkan komunikasi data tidak dapat dilakukan.

3.4.2

Kecepatan Transfer Data (Baud Rate)

Kecepatan transmisi (baud rate) dapat dipilih bebas dalam rentang tertentu. Baudrate yang umum dipakai 1200,2400,4800,9600, dan 19200 (bit/detik). Dalam komunikasi data serial, baik dari komputer maupun mikrokontroler harus memiliki baud rate yang sama agar dapat terjadi komunikasi. Pada mikrokontroler ATMega 8535 pengaturan baud rate dilakukan dengan memberikan nilai pada register UBRR. Register UBRR adalah register 16 bit yang terdiri dari UBRRH (UBRR High) dan UBRRL (UBRR Low).

3.4.3

Protokol Komunikasi Data

Komunikasi asinkron antar perangkat harus memiliki protokol yang sama antara perangkat satu dengan perangkat yang lain, apabila protokolnya berbeda maka akan terjadi kesalahan komunikasi data. Protokol komunikasi data yang harus diperhatikan adalah start bit yang berfungsi sebagai pemicu, biasanya bernilai 0, penentuan panjang data (6,7 atau 8 bit), paritas berfungsi sebagai pengecekan error data yang ditransfer (genap,ganjil atau tanpa paritas), dan stop bit yang berfungsi sebagai akhir dari komunikasi data, biasanya bernilai 1.

3.4.4

Level Tegangan Komunikasi USART

(52)

Konverter RS232 dan TTL digunakan untuk menyesuaikan level tegangan port COM komputer dengan port USART pada mikrokontroler.

3.4.5

Proses Pengiriman Data

Proses pengiriman data serial pada mikrokontroler dilakukan per byte dengan menunggu register UDR. Register UDR merupakan tempat data serial akan disimpan dan menjadi kosong sehingga siap ditulis yang baru. Proses tersebut menggunakan bit yang ada pada register UCSRA, yaitu bit UDRE (USART Data Register Empty). Bit UDRE merupakan indikator kondisi register UDR. Jika UDRE bernilai satu, maka register UDR telah kosong dan siap diisi dengan data yang baru.

3.4.6

Proses Penerimaan Data

Proses penerimaan data serial dilakukan dengan mengecek nilai bit RXC (USART Receive Compelete) pada register UCSRA. RXC akan bernilai satu jika ada data yang siap

dibaca di buffer penerima dan bernilai nol jika tidak ada data pada buffer penerima. Jika penerima USART dinonaktifkan, maka bit akan selalu bernilai nol.

3.5

Perancangan Database

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

Database yang di buat dari MySQL adalah database yang diperlukan oleh software

Gammu untuk melakukan pembacaan dan pengiriman SMS dari PC. Database yang digunakan pada MySQL adalah database SMS dengan tabel yang digunakan adalah Tabel inbox dan Tabel outbox. Field yang digunakan pada Tabel inbox adalah sebagai berikut:

1. Field SenderNumber

(53)

2. Field TextDecoded

Field TextDecoded digunakan untuk menyimpan isi SMS yang terdapat pada inbox

telepon seluler dalam bentuk text.

Field yang digunakan pada Tabel outbox adalah sebagai berikut:

1. Field Destination Number

Field DestinationNumber digunakan untuk menyimpan nomor tujuan dari SMS yang akan dikirimkan.

2. Field TextDecoded

Field TextDecoded digunakan untuk menyimpan isi SMS yang yang akan dikirimkan dalam bentuk text.

Database data user berisi nomor telepon user. Database data user dibuat

menggunakan software Microsoft Access. Tabel yang digunakan pada Database data user adalah Tabel user yang berupa field user. Field user berisi nomor telepon user.

Database Format SMS berisi format SMS yang dapat diakses oleh user. Database Format SMS dibuat menggunakan software Microsoft Access. Tabel yang digunakan pada Database Format SMS adalah Tabel format yang berupa field format. Field format berisi format SMS.

Database record SMS berisi rekaman akses SMS terakhir terhadap sistem. Database record SMS dibuat menggunakan software Microsoft Access. Tabel yang digunakan pada Database record SMS adalah Tabel record yang terdiri dari beberapa field yaitu:

1. No

Field No berisi urutan SMS yang tersimpan

2. Tanggal

Field tanggal berisi keterangan waktu SMS diterima 3. User

Field user berisi nomor telepon user yang mengakses

4. Format

(54)

37

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Suatu peralatan atau program dapat dikatakan bekerja dengan baik apabila telah disertai dengan pembuktian terhadap fungsi kerja dari peralatan tersebut. Bab ini akan menjelaskan mengenai cara kerja sistem, gambar fisik alat, pembahasan data hasil percobaan, cara pengujian dari perangkat lunak, cara pengujian perangkat keras, dan Tampilan Program.

4.1

Cara Kerja Sistem

Untuk menjalankan sistem utama, maka telepon seluler harus dipastikan telah terpasang di laptop/PC terlebih dahulu. User juga harus menghubungkan laptop/PC ke minimum system. Langkah selanjutnya adalah menjalankan program XAMPP, gammu dan VB terlebih dahulu. Saat semua telah aktif user dapat memulai pengendalian dan pemantuan dengan mengirim SMS ke sistem utama.

4.2

Gambar Fisik Hardware

Dalam penelitian ini, hardware keseluruhan yang dibuat terdiri dari rangkaian regulator tegangan, water leak detector, komunikasi serial, minimum system mikrokontroler, rangkian relay driver, dan prototype penyiram taman. Gambar fisik seluruh hardware ditunjukan pada Gambar 4.1. - 4.6.

(55)

Gambar 4.2. Rangkaian sensor water leak detector

Gambar 4.3. Rangkaian relay driver

Gambar 4.4. Rangkaian minimum system mikrokontroler

Gambar 4.5. Rangkaian komunikasi serial

Output sensor

VCC

Sensor

Input Transistor Relay

VCC

Gnd

Port C sebagai output

Port A sebagai input

Tx dan Rx

VCC dan Gnd

(56)

Gambar 4.6. Prototype penyiram taman

4.3

Pembahasan Data Hasil Percobaan

Sistem pengendalian dan pemantauan dilakukan dengan mengirimkan SMS sesuai dengan database yang telah dibuat. Proses pengendalian dan pemantauan dapat dilaksanakan ketika nomor pengirim dan format SMS yang dikirimkan sesuai dengan database. Pengujian ini dilakukan untuk memeriksa tingkat keakurasian SMS sistem dengan semua proses yang terjadi pada sistem. Hal-hal yang perlu diketahui dalam pengujian SMS adalah :

1. Nomor ponsel pengguna yang tersimpan di dalam database adalah +628994184477. 2. Format-format SMS perintah yang tersimpan di dalam database pada saat pengujian

dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Format SMS

No Format SMS Keterangan

1 Nyala1 Penyiram taman aktif 10 detik

4 Pantau Cek kondisi terakhir

SMS yang sesuai database akan diolah dan dijalankan mikrokontroler. Output dari mikrokontroler akan dikonfirmasikan kembali ke user untuk memperlihatkan keakuratan pengolahan SMS dalam sistem. Tabel 4.2 memperlihatkan pengolahan SMS perintah pada program dan eksekusi pada alat telah berjalan sesuai perancangan awal. Proses pengolahan SMS perintah dilakukan sebanyak 10 kali.

Pompa

Selang

Splinker

(57)

Tabel 4.2. Pengolahan SMS perintah

No User Format SMS Output Keterangan

1 +628994184477 Nyala1 Pompa 10 detik sensor on

Berhasil

4 +628994184477 Pantau Pompa siap Siap digunakan

kembali 5 +628994184477 nyala1 Format sms tidak

dikenal

Format SMS tidak sesuai database

6 +628985171228 Nyala1 Nomor tidak dikenal Nomor user tidak sesuai database

Tabel 4.2 memperlihatkan bahwa saat nomor user dan format SMS sesuai database, PC akan segera mengirimkan instruksi ke mikrokontroler untuk mengaktifkan penyiram taman. Output yang diberikan mikrokontroler ke PC adalah lamanya waktu penyiraman dan kondisi bahwa pompa aktif yang terlihat dari “sensor on”. Saat user mengirimkan Pantau maka PC akan segera mengirimkan instruksi ke mikrokontroler untuk mengecek status terakhir pompa penyiram taman. Saat nomor user sesuai dan format SMS yang dikirim tidak sesuai database, PC akan segera mengirim kembali pesan ke nomor user bahwa format SMS tidak dikenal. Saat nomor user tidak sesuai database, PC akan segera mengirim pesan ke nomor user tersebut bahwa nomor tidak dikenal. Feedback yang sesuai dengan kondisi penyiram taman yang diterima user dijadikan sebagai indikator bahwa alat telah berfungsi dengan baik sesuai dengan perancangan awal.

4.3.1 Pembahasan Data Hasil Percobaan Lamanya Penyiraman

(58)

Tabel 4.3 Lama waktu penyiraman

No Pengetesan Lamanya Waktu (detik)

Nyala1 Nyala2 Nyala3

1 1 09.73 14.69 19.55

2 2 09.83 14.61 19.51

3 3 09.89 14.70 19.67

4 4 09.80 14.67 19.34

5 5 09.90 14.44 19.58

6 6 09.92 14.58 19.64

7 7 09.65 14.64 19.67

8 8 09.72 14.53 19.41

9 9 09.64 14.85 19.32

10 10 09.82 14.50 19.30

Rata-rata 09.79 14.62 19.50

Tabel 4.3 memperlihatkan lama waktu penyiraman berdasarkan instruksi yang di kirimkan. Saat user mengirimkan instruksi Nyala1 yang merupakan status untuk menyalakan penyiram taman selama 10 detik, dari hasil pengamatan waktu diperoleh rata-rata waktu sebesar 9.79 detik. Saat user mengirimkan instruksi Nyala2 yang merupakan status untuk menyalakan penyiram taman selama 15 detik, dari hasil pengamatan waktu diperoleh rata-rata waktu sebesar 14.62 detik. Saat user mengirimkan instruksi Nyala3 yang merupakan st