SISTEM KEAMANAN
SEPEDA MOTOR MENGGUNAKAN
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Damasus Kristiyanto Purnomo Nugroho
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
i
TUGAS AKHIR
SISTEM KEAMANAN DAN PENGENDALIAN SEPEDA MOTOR MENGGUNAKAN MOBILE
PHONE
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Oleh :
Damasus Kristiyanto Purnomo Nugroho NIM : 065114019
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
2010
PENGENDALIAN MOBILE
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Damasus Kristiyanto Purnomo Nugroho
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
CONTROLLING AND SAFETY
OF MOTORCYCLE USING MOBILE PHONE
Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the
In Electrical Engineering Study Program
Damasus Kristiyanto Purnomo Nugroho
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
ii
FINAL PROJECT
CONTROLLING AND SAFETY SYSTEM MOTORCYCLE USING MOBILE PHONE
Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree
In Electrical Engineering Study Program
Damasus Kristiyanto Purnomo Nugroho NIM : 065114019
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA
2010
SYSTEM MOTORCYCLE USING MOBILE PHONE
Presented as Partial Fulfillment of the Requirements
Damasus Kristiyanto Purnomo Nugroho
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
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, 30 September 2010
Damasus Kristiyanto Purnomo Nugroho
vi
Kupersembahkan karya tulis ini untuk : Kupersembahkan karya tulis ini untuk : Kupersembahkan karya tulis ini untuk : Kupersembahkan karya tulis ini untuk :
Yesus Kristus Sang Pengasih dalam hidupku..
Yesus Kristus Sang Pengasih dalam hidupku..
Yesus Kristus Sang Pengasih dalam hidupku..
Yesus Kristus Sang Pengasih dalam hidupku..
Bapak dan Ibu Tercinta atas semangat, doa, serta dukungan Bapak dan Ibu Tercinta atas semangat, doa, serta dukungan Bapak dan Ibu Tercinta atas semangat, doa, serta dukungan Bapak dan Ibu Tercinta atas semangat, doa, serta dukungan
secara moril maupun materiil secara moril maupun materiil secara moril maupun materiil secara moril maupun materiil
Almamaterku Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Almamaterku Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Almamaterku Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Almamaterku Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma
“A Fruitless Life is a useless Life”
vii
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Damasus Kristiyanto Purnomo Nugroho
Nomor Mahasiswa : 065114019
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :
SISTEM KEAMANAN DAN PENGENDALIAN SEPEDA MOTOR MENGGUNAKAN MOBILE PHONE
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 royalty kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.
Yogyakarta, 11 Oktober 2010
Damasus Kristiyanto Purnomo Nugroho
viii
Sistem perawatan sepeda motor membutuhkan pemanasan mesin sepeda motor.
Oleh karena itu, supaya perawatan sepeda motor menjadi lebih mudah maka dibuat sistem pemanasan mesin sepeda motor secara otomatis. Selain itu, kasus pencurian kendaraan bermotor terus meningkat sehingga dibuat sistem untuk mengawasi sepeda motor yang memiliki jarak jangkauan yang lebih luas. Sistem keamanan dan pengendalian sepeda motor menggunakan mobile phone memberikan solusi untuk memudahkan perawatan dan mengamankan sepeda motor.
Sistem keamanan dan pengendalian sepeda motor menggunakan mobile phone Siemens C55 yang mampu mengendalikan sistem alarm, pemanasan mesin, dan pelacakan sepeda motor. Pemilik kendaraan akan mengirim SMS (Short Message System) ke mobile phone server yang telah dipasang pada sepeda motor. Sistem pada mesin motor akan bekerja sesuai dengan informasi yang dikirim oleh mobile phone user. Hasil informasi akan diolah oleh mikrokontroller AtMega 8535. Sistem keamanan menggunakan sensor PIR yang mampu mendeteksi panas tubuh manusia dan sensor posisi kunci kontak yang mampu mendeteksi adanya perubahan posisi kunci kontak sepeda motor. Sistem pelacakan berdasarkan lokasi BTS menggunakan layanan LBS.
Sistem keamanan dan pengendalian sepeda motor sudah berhasil dibuat. Pemilik kendaraan dapat mengirim SMS untuk mengendalikan sepeda motor. Sistem keamanan telah mampu bekerja menggunakan sensor PIR dan kunci kontak serta dapat mengirim SMS “BAHAYA” ketika terjadi pencurian sepeda motor. Selain itu, sistem juga telah mampu melakukan pelacakan lokasi sepeda motor.
Kata kunci : SMS, Sepeda Motor, AtMega8535, Mobile Phone.
ix
A maintenance system of motorcycle needs motorcycle machine heating.
Therefore, to make a motorcycle maintenance easier then made automatically motorcycle machine heating. Else, case of motorcycle robbing always increase, so made a system to watch motorcycle within reach widely. A safety and control system of motorcycle using mobile phone give solution to made maintenance and safety motorcycle take easy.
Controlling and safety motorcycle system used Siemens C55 mobile phone that can control alarm, heating machine, and trace of motorcycle. Owner of motorcycle will send SMS to mobile phone server on motorcycle. Motorcycle machine system will do working agree with information from mobile phone user. Information will processed by microcontroller ATmega8535. Safety motorcycle system used PIR sensor that can detect human body heat and ignition sensor that can detect position of ignition. A trace system based on BTS location that use LBS services.
Controlling and safety motorcycle system was successfully made. Owner of motorcycle can send SMS for control motorcycle. A safety system working good use PIR and ignition sensor along with send SMS “BAHAYA” when occur robbing of motorcycle.
Else, a system can trace motorcycle location too.
Keyword : SMS, Motorcycle,ATmega8535, Mobile Phone
x
Puji syukur dan terimakasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat dan bimbingan-Nya sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik dan lancar. Penulis berharap agar karya tulis ini dapat berguna bagi perkembangan ilmu pengetahuan pada bidang kendali elektronika di Universitas Sanata Dharma.
Dalam proses penulisan tugas akhir ini penulis menyadari bahwa ada begitu banyak pihak yang telah memberikan banyak bimbingan, perhatian dan bantuan sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua yang tercinta atas dukungan semangat, doa dan kepercayaannya.
2. Ibu Ir.Theresia Prima Ari Setiyani, selaku pembimbing tugas akhir atas bimbingan, dukungan, saran dan kesabaran bagi penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Seluruh dosen teknik elektro atas ilmu yang telah diberikan selama penulis menimba ilmu di Universitas Sanata Dharma.
4. Seluruh pihak yang telah membantu dalam proses penulisan tugas akhir ini.
Dengan rendah hati penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu berbagai kritik dan saran untuk perbaikan tugas akhir ini sangat diharapkan.
Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Terima kasih.
Yogyakarta, 11 Oktober 2006
Penulis
xi
HALAMAN JUDUL (Bahasa Indonesia ... i
HALAMAN JUDUL (Bahasa Inggris) ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v
HALAMAN PERSEMBAHAN ... vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vii
INTISARI ... viii
ABSTRACT ... ix
KATA PENGANTAR ... x
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xiv
DAFTAR TABEL ... xvi
BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang... 1
1.2. Tujuan dan Manfaat penelitian ... 2
1.3. Batasan Masalah... 3
1.4. Metodologi Penelitian... 3
BAB II. DASAR TEORI 2.1. Mobile Phone 2.1.1. Komunikasi Serial Mobile Phone Nokia 3330……….. 5
2.1.2. Protokol F-Bus………...………. 6
2.1.3. Short Message Service (SMS) ……… 8
2.1.4. Mode Protokol Data Unit (PDU) ………. 8
2.2. Mikrokontroler AVR AtMega8535….……...………. 10
2.2.1. Arsitektur AVR AtMega8535………... .. 10
2.2.2. Deskripsi Mikrokontroler AtMega8535..11
2.2.3. Organisasi Memori AVR AtMega8535………….……... 12
2.2.3.1 Program Memori……….. 12
xii
2.3. IC MAX232……….………... 13
2.4. Global System for Mobile Communication………..…... 14
2.4.1. Mobile Station (MS)………... 14
2.4.2. Base Station System (BSS)………. 15
2.4.3. Network Sub System (NSS)………... 15
2.4.4. Operation and Support System (OSS)……… 15
2.5. Location Based Service (LBS)……… 16
2.6. Passive Infra Red (PIR) AMN12111...……… 18
2.7. Transistor sebagai saklar…..………... 19
2.8. Keypad 4x4 …………...……….. 20
2.9. Sistem kelistrikan sepeda motor Honda…..……… 20
2.10. Sistem pemanasan mesin sepeda motor….……….. 22
BAB III. RANCANGAN PENELITIAN 3.1. Proses kerja sistem………….………. 23
3.2. Perancangan rangkaian komunikasi serial.……….. 24
3.3. Perancangan rangkaian pengendali alarm……… 25
3.3.1 Rangkaian pengendali alarm menggunakan sensor kunci kontak………...……… 26
3.3.2 Rangkaian pengendali alarm menggunakan sensor AMN12111………. 28
3.3.3 Perancangan rangkaian sirine klakson……… 29
3.4. Perancangan regulator tegangan IC7805.……… 29
3.5. Perancangan Keypad 4x4….………... 30
3.6. Sistem Minimum Mikrokontroler AtMega8535……….. 31
3.7. Perancangan perangkat lunak……….………. 34
3.7.1. Program Pengecekan SMS……….……….. 35
3.7.2. Program Keypad……….………. 35
3.7.3. Program pengontrolan sepeda motor………... 36
3.7.4. Program pelacakan lokasi mobile phone………. 37
3.7.5. Program sistem alarm sepeda motor……… 39
xiii
4.1.1. Mobile Phone Server ... 41
4.1.2. Komunikasi Serial ... 43
4.1.3. Rangkaian Pengendali Mesin Motor ... 45
4.1.4. Rangkaian Pengendali Alarm ... 46
4.2. Hasil Data Pengujian dan Pembahasan ... 48
4.2.1. Pengujian SMS Pengendalian Sepeda Motor ... 48
4.2.2. Pengujian SMS Keamanan Sepeda Motor ... 49
4.2.3. Pengujian Pelacakan Lokasi Sepeda Motor ... 50
4.2.4. Pengujian Mode Normal Via Keypad ... 51
4.2.5. Pengujian Rangkaian Pengendalian Sepeda Motor ... 52
4.2.6. Pengujian Jarak Jangkauan Sensor PIR ... 52
4.3. Analisa dan Pembahasan Perangkat Lunak ... 53
4.3.1. Pengendalian Mesin Motor Via SMS ... 54
4.3.2. Keamanan Sepeda Motor Via SMS ... 56
4.3.3. Pengaturan Mode Normal Via Keypad ... 56
4.4. Analisa Keberhasilan Alat ... 60
BAB V. PENUTUP 5.1. Kesimpulan………...61
5.2. Saran………....61
DAFTAR PUSTAKA ... 62 LAMPIRAN
xiv
Halaman
Gambar 2.1. Pin Bus Nokia 3330………. ... 6
Gambar 2.2. Konfigurasi Pin Mikrokontroler AtMega8535...……….. 11
Gambar 2.3. IC Serial Max232………..………… ... 14
Gambar 2.4. Metode Basic Positioning Cell Identification………… ... 17
Gambar 2.5. Hardware AMN12111……… ... 18
Gambar 2.6. Konfigurasi transistor sebagai saklar… ... 19
Gambar 2.7. Keypad 4x4………. ... 20
Gambar 2.8. Rangkaian Sistem Stater Sepeda Motor…….………… ... 21
Gambar 3.1. Diagram blok sistem keamanan dan pengendalian sepeda motor ... 24
Gambar 3.2. Rangkaian ICMAX232 dengan mikrokontroler dan mobile phone ... 25
Gambar 3.3. Sistem kelistrikan alarm kunci kontak sepeda motor………. 26
Gambar 3.4. Rangkaian pengendali alarm sensor kunci kontak………... 27
Gambar 3.5. Rangkaian sensor AMN12111………. ... 29
Gambar 3.6.Rangkaian sirine klakson………. ... 29
Gambar 3.7.Rangkaian regulator tegangan 5V………...…. 30
Gambar 3.8.Konfigurasi Keypad 4x4………... ... 30
Gambar 3.9.Rangkaian osilator AtMega8535………... ... 32
Gambar 3.10. Rangkaian reset AtMega8535……….…... ... 32
Gambar 3.11. Rangkaian sistem minimum AtMega8535……… ... 33
Gambar 3.12. Diagram alir utama……… ... 34
Gambar 3.13. Diagram alir subroutine pengecekan SMS……….. ... 35
Gambar 3.14. Diagram alir subroutine mode keypad………..… ... 36
Gambar 3.15. Diagram alir subroutine pengontrolan sepeda motor… ... 37
Gambar 3.16. Diagram alir subroutine pelacakan sepeda motor…..………….. 38
Gambar 3.17. Diagram alir subroutine sistem alarm………..………… 39
Gambar 4.1. Hasil Implementasi Sistem Keamanan dan Pengendalian Sepeda Motor ...………..………… .. 40
xv
Gambar 4.4. Rangkaian Pengendali CDI ... ... 45
Gambar 4.5. Rangkaian Pengendali Mesin Sepeda Motor... ... 46
Gambar 4.6. Sensor PIR ... ... 46
Gambar 4.7. Rangkaian Sensor Kunci Kontak ... 47
Gambar 4.8. Rangkaian Sirine Klakson ... ... 47
Gambar 4.9. Keypad ... . 59
xvi
Halaman
Tabel 2.1. Spesifikasi Mobile Phone Nokia 3330 ... 5
Tabel 2.2. Protokol Data Unit SMS ... 9
Tabel 2.3. Panduan Warna Kabel Sepeda Motor Merk Honda ... 22
Tabel 3.1. Konfigurasi pin ICMAX232 dengan Mobile Phone dan Mikrokontroler……… ... 25
Tabel 3.2. Kombinasi Keypad 4x4………. . 31
Tabel 3.3. Penggunaan port-port pada Mikrokontroler……… ... 33
Tabel 4.1. Karakter SMS Pengendalian Sepeda Motor……….. . 41
Tabel 4.2. Hasil Pengujian Komunikasi Serial Antara Mikrokontroler AtMega8535 dan Komputer………... .. 41
Tabel 4.3. Hasil Pengujian Komunikasi Serial Antara Mikrokontroler AtMega8535 dan Mikrokontroler AtMega8535 ... .. 42
Tabel 4.4. Hasil Data Pengamatan Komunikasi Serial RS232……… 44
Tabel 4.5. Hasil Pengukuran Tegangan Driver Mobile Phone... . 45
Tabel 4.6. Data Pengujian Perintah Pengendalian Mesin Sepeda Motor via SMS ……...……… ... 48
Tabel 4.7. Data Pengujian Pengiriman SMS Keamanan …..………. . 49
Tabel 4.8. Data Pengujian Sensor PIR dan Kunci Kontak ...……… .. 49
Tabel 4.9. Data Pengujian Lokasi Sepeda Motor ..………. 50
Tabel 4.10.Data Hasil Pengujian Password via Keypad ………. 51
Tabel 4.11.Data Hasil Pengujian Rangkaian Pengendali Mesin Sepeda Motor ...……… .... 52
Tabel 4.12.Data Hasil Pengujian Jarak Jangkauan Sensor PIR……….... 53
Tabel 4.13.Data Hasil Pengiriman SMS... 60
1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Salah satu sarana transportasi yang paling banyak digunakan oleh masyarakat adalah sepeda motor. Namun, masih terlihat adanya kekurangan pada sepeda motor mengenai masalah sistem perawatan dan keamanan sepeda motor[1].
Untuk perawatan mesin sepeda motor, sebelum dipakai sepeda motor harus dipanaskan terlebih dahulu minimal sekali dalam sehari[1]. Hal ini membutuhkan waktu tambahan bagi pemilik kendaraan untuk memanaskan mesin pada sepeda motor. Oleh karena itu, sistem yang mampu memanaskan mesin motor secara otomatis akan dibuat supaya lebih efektif.
Masalah yang lain yaitu angka perampasan atau pencurian sepeda motor belum bisa ditekan. Setiap tahunnya angka kasus pencurian kendaraan bermotor terus meningkat.
Menurut data Polda Metro, kasus pencurian kendaraan bermotor di tahun 2006 sebesar 10.791 kasus, tahun 2007 sebesar 11.620 kasus dan tahun 2008 (Januari-Mei) adalah sebesar 4.771 kasus. Bulan Mei menduduki angka tertinggi dalam tahun 2008 (setiap bulan terus meningkat), yaitu sebesar 1.081 kasus[2].
Saat ini sudah banyak dijual alarm kendaraan bermotor menggunakan remote control untuk mengendalikan sepeda motor dalam jarak tertentu. Kelemahan alat ini adalah apabila jarak antara alat yang dikontrol dengan pengontrolnya itu melewati batas toleransinya maka peralatan tersebut tidak dapat berfungsi sesuai dengan keinginan. Selain itu, seseorang dengan mudah mampu melumpuhkan alarm yang saat ini sudah banyak beredar di pasaran [2].
Sebuah sistem model baru diperlukan untuk mengontrol sepeda motor dengan jarak jangkauan yang lebih luas. Alat yang mampu mengendalikan sistem alarm, pemanasan mesin, dan pelacakan sepeda motor dengan menggunakan telepon selular (mobile phone) akan dibuat pada tugas akhir ini. Pemilik kendaraan akan mengirim informasi berupa SMS (Short Message System) ke mobile phone server yang telah dipasang pada sepeda motor, kemudian informasi diteruskan ke mikrokontroler.
Mikrokontroler akan mengolah informasi untuk mengendalikan sistem pada mesin motor.
Jika terjadi pencurian sepeda motor, maka lokasi sepeda motor dapat dilacak melalui media SMS berdasarkan lokasi BTS (Base Transceiver Station) menggunakan layanan LBS (Location Based Service). Kelebihan pendeteksian lokasi sepeda motor menggunakan LBS dibandingkan GPS (Global Positioning System) yaitu LBS mampu mendeteksi lokasi sepeda motor yang berada di dalam rumah atau gedung. Jumlah BTS Indosat mencapai 11.667 unit tersebar di sekitar 425 kabupaten/kotamadya dan 3.270 kecamatan untuk melayani 26,5 juta pelanggan seluler Indosat di Indonesia pada akhir Maret 2008[3]. Jumlah BTS ini akan semakin meningkat sehingga semakin mempermudah sistem pelacakan berdasarkan lokasi BTS. Kelemahan pelacakan yang menggunakan LBS dibandingkan pada GPS yaitu layanan LBS tidak mampu menentukan koordinat posisi benda namun hanya memberitahukan nama daerah berdasarkan lokasi BTS terdekat[4].
Masalah yang akan dibahas adalah bagaimana cara pengguna dapat mengirim informasi via SMS sehingga mampu mengendalikan sistem yang terpasang pada sepeda motor. Berdasarkan penelitian sebelumnya telah dikembangkan sistem pelacakan dan pengendalian mobil jarak jauh menggunakan GPS dan data mode pada telepon selular GSM [5]. Oleh karena itu, sistem pengendalian akan dikembangkan menggunakan mobile phone Nokia 3330 sebagai mobile phone server, sistem pelacakan menggunakan lokasi BTS dan sistem keamanan menggunakan sensor passive infrared.
1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian
Penelitian ini memiliki tujuan yaitu menghasilkan sistem keamanan dan pengendalian sepeda motor Supra Fit sesuai jarak jangkauan operator selular menggunakan mobile phone Nokia 3330. Sistem keamanan meliputi alarm ketika ada orang yang bergerak di dekat sepeda motor dan pelacakan sepeda motor dengan layanan LBS. Sistem pengendalian meliputi pemanasan dan ON-OFF mesin motor.
Manfaat dari penelitian ini untuk memberikan kenyamanan dan rasa aman bagi pengguna sepeda motor.
1.3 Batasan Masalah
Penelitian ini memiliki batasan masalah sebagai berikut :
a. Mikrokontroler menggunakan keluarga AVR AtMega 8535 dan diprogram menggunakan bahasa pemrograman C.
b. Mobile station menggunakan mobile phone Nokia 3330 dan SIM (Subscriber Identity Module) card INDOSAT IM3.
c. Pengendalian sistem oleh user melalui SMS (Short Message Service).
d. Sistem diaplikasikan pada sepeda motor Honda Supra Fit.
e. Sistem alarm menggunakan sensor kunci kontak dan sensor AMN12111.
f. Tidak dibahas hardware ponsel yang digunakan.
g. Tidak dibahas sistem ASP (Aplication Service Provider) jaringan GSM yang tersedia.
1.4 Metodologi Penelitian
Untuk dapat merealisasikan penelitian maka digunakan metode sebagai berikut :
1. Mencari sumber informasi/ literatur
Studi kepustakaan yang mencakup literatur-literatur mengenai Protokol Data Unit (PDU) Nokia 3330 , data sheet AtMega 8535, sensor kunci kontak dan sensor AMN12111.
2. Perancangan dan pembuatan alarm motor menggunakan sensor kunci kontak dan sensor AMN12111.
Tahap ini meliputi perhitungan teoritis, perancangan sistem kerja sensor dan pembuatan rangkaian pada PCB sesuai dengan hasil perancangan.
Hasil perhitungan teoritis sistem sensor digunakan untuk mengetahui spesifikasi secara detil dalam merancang alarm motor.
3. Perancangan dan pembuatan sistem pengiriman SMS dengan AtMega8535.
Tahap ini meliputi pembuatan software dan hardware. Perancangan sistem minimum mikrokontroler AtMega8535 sebagai hardware dilakukan terlebih dahulu. Selanjutnya, tahap pembuatan program pengiriman SMS menggunakan bahasa pemrograman C. Setelah itu, program akan di download ke IC AtMega8535 menggunakan software AVROSP II.
4. Pengujian sistem alarm dan kendali motor menggunakan mobile phone sebelum diinstalasi.
Komunikasi dari kedua perangkat keras yaitu mobile phone dan mikrokontroler akan diuji dengan melakukan pengiriman informasi dari mobile phone berupa SMS ke mikrokontroler. Mikrokontroler diharapkan mampu menjalankan komunikasi sistem secara keseluruhan yaitu meliputi pemanasan mesin, alarm dan pelacakan sepeda motor. Data yang diperoleh sebelum instalasi akan dibahas dan dibandingkan dengan data yang diperoleh setelah instalasi.
5. Instalasi sistem alarm dan kendali pada sepeda motor.
Pada tahap ini dilakukan modifikasi sistem kelistrikan pada sepeda motor Honda Supra Fit yaitu berupa pemasangan sensor dan perangkat keras sistem kendali menggunakan mobile phone.
6. Pengujian alat dan analisa sistem pada sepeda motor setelah diinstalasi.
Pengujian program mikrokontroler, mobile phone, dan kendali pada sepeda motor bertujuan untuk mengetahui apakah sistem yang telah direalisasikan dapat bekerja sesuai dengan spesifikasi perencanaan yang telah ditetapkan. Selain itu, juga dilakukan pengambilan data berupa kesesuaian perintah SMS terhadap pengendalian mesin motor, keamanan sepeda motor, lokasi mobile phone server, dan jarak jangkauan sensor PIR. Jika sistem bekerja dengan baik, maka sistem ini tidak dipengaruhi oleh intervensi mesin motor.
5
DASAR TEORI
2.1 Mobile phone Nokia 3330[6]
Mobile phone Nokia 3330 menggunakan operating band GSM (900,1800)/CSD dengan antena internal. Waktu siaga sampai 260 jam dan waktu bicara sampai 270 menit.
Berbagai fasilitas yang lain yaitu T9, smart messaging, kalkulator, voice dial, mobile chat mode for SMS, currency converter, message templates, Phonebook 100 , 20 dialed, 10 received, 10 missed calls, dynamic font size, softkey, screensaver, dan welcome message.
Spesifikasi lengkap mobile phone Nokia 3330 seperti pada Tabel 2.1[6].
Tabel 2.1. Spesifikasi Telepon Selular Nokia 3330[6]
Body
Dimensi 113 x 48 x 22mm
Berat 113g
User Interface
Keypad Alpha Numeric (0-9)
Fungsi
Messaging SupPort SMS
Memori dan Baterai
External memory Tidak
Baterai Li-Ion
Software
Operating System Vgh
Browser WAP v.1.x
2.1.1 Komunikasi Serial Mobile phone Nokia 3330
Mobile phone Nokia 3330 menggunakan kabel data generic supaya bisa dikoneksikan secara serial dengan sistem koneksi F-Bus dan M-bus. Sistem koneksi ini digunakan untuk menghubungkan mobile phone dengan komputer atau mikrokontroler.
Gambar 2.1 adalah mobile phone populer keluaran Nokia dengan tipe Nokia 3310/
3315/3330 yang memiliki F/M Bus terdiri dari 4 pad terletak dibawah tempay battery.
Biasanya sudah terdapat rangkaian untuk mengubah level tegangan 3V oleh IC Max232 pada kabel data Nokia.
Gambar 2.1. PIN Bus Nokia 3330[6]
Komunikasi serial M-Bus dan F-Bus memiliki perbedaan proses pengiriman dan penerimaan data yang terdapat pada mobile phone yaitu sebagai berikut :
a. Komunikasi M-Bus
M-Bus memiliki satu pin bi-directional untuk digunakan sebagai transceiver dan receiver. Komunikasi M-Bus merupakan komunikasi half-duplex yang memiliki kecepatan transfer data sebesar 9600bps dengan 8 bit data, odd parity, dan satu stop bit. Pin data terminal ready (DTR) biasanya tidak diaktifkan sedangkan request to send (RTS) harus diaktifkan. Hanya ada 2 pin yang digunakan pada komunikasi ini yaitu pin ground dan pin data.
b. Komunikasi F-Bus
F-Bus merupakan komunikasi high-speed full-duplex bus yang sangat sesuai untuk digunakan sebagai komunikasi serial standar. Komunikasi ini menggunakan tiga buah pin yaitu satu pin data sebagai transceiver (TX) , satu pin sebagai receiver (RX), dan satu pin sebagai ground. Selain itu, F-Bus memiliki kecepatan data sebesar 115.200bps, 8 bit data, no parity, dan satu stop bit. Jika menggunakan komunikasi F-Bus maka pin data terminal ready (DTR) harus diaktifkan dan pin request to send (RTS) tidak diaktifkan .
2.1.2 Protokol F-Bus
F-Bus merupakan jalur bi-directional serial yang bekerja dengan kecepatan data sebesar 115.200bps, no parity, dan 8 data bit. Untuk menggunakan jalur F-Bus maka pin DTR dihubungkan dengan level tegangan antara +3V s.d +12V sedangkan pin RTS antara -3V s.d -12V. Proses pengiriman dan penerimaan data melalui jalur F-Bus membutuhkan sinkronisasi UART (Universal Asyncronous Receiver/ Transmitter ) dengan komputer atau mikrokontroler. Keberhasilan proses komunikasi ditandai oleh pengiriman string 0x55 atau 'U' sebanyak 128 kali sehingga mobile phone siap untuk melakukan pengiriman frame data. Protokol F-Bus Nokia memiliki perintah yang mengijinkan pengguna untuk
melakukan panggilan, mengirim dan menerima pesan SMS. Semua informasi yang akan dikirim dituliskan dalam bentuk pasangan-pasangan bilangan heksadesimal yang disebut pasangan octet. Penjelasan mengenai nilai data pasangan octet yang terdapat pada masing- masing byte adalah sebagai berikut :
a. Byte 0
Pengiriman frame akan selalu diawali dengan pengiriman karakter yang merupakan Frame ID dari F-Bus. Jika menggunakan kabel maka karakter yang dikirim 0x1E sedangkan jika menggunakan infrared yang dikirim yaitu 0x1C.
b. Byte 1
Untuk pengiriman melalui mobile phone selalu digunakan karakter 00 yang merupakan alamat tujuan saat pengiriman data.
c. Byte 2
Karakter alamat sumber saat mengirim data diisi dengan karakter 0x0C dari terminal.
d. Byte 3
Pemberian perintah atau pesan yang diinginkan oleh pengguna. Misalkan untuk mendapatkan versi software dan hardware maka karakter yang dikirim yaitu 0xD1.
e. Byte 4 dan 5
Pasangan octet byte 4 dan 5 berfungsi menentukan panjang pesan. MSB (Most Significant Bit) terletak di byte 4 dan LSB (Least Significant Bit) terletak di byte 5.
f. Byte 6 s.d 12
Segment data dimulai dari byte 6 sampai byte 12. Byte terakhir pada data segment (byte 12) adalah nomor urutan pengiriman data yang ditambahkan dari 0 sampai 7 pada setiap pengiriman frame.
g. Bytes 14 dan 15
Pengecekan data dilakukan dengan XORing. Byte 14 merupakan lokasi hasil pengecekan byte ganjil dan byte 15 merupakan lokasi hasil pengecekan byte genap.
Contoh data pengiriman frame dalam bentuk heksadesimal yang digunakan untuk mendapatkan versi software dari mobile phone Nokia adalah sebagai berikut :
Byte: 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 Data: 1E 00 0C D1 00 07 00 01 00 03 00 01 60 00 72 D5
2.1.3 Short Message Service (SMS)
Short Message Service (SMS) merupakan salah satu fitur berupa pesan pendek yang disediakan dalam komunikasi seluler . Layanan SMS distandarisasi oleh suatu badan yang bernama European Telecomunication Standards Institute (ETSI). Layanan SMS ini memungkinkan perangkat mobile phone mengirim dan menerima pesan-pesan teks dengan panjang sampai dengan 160 karakter melalui jaringan GSM.
Untuk mengirim sebuah SMS melalui komunikasi F-Bus, maka isi SMS harus dikonversi menjadi pasangan 8 bit (octet). Proses konversi isi SMS terdiri dari dua langkah sebagai berikut :
a. Mengkonversi isi SMS menjadi kode 7 bit.
b. Mengkonversi kode 7 bit (septet) menjadi 8 bit (octet) yang mewakili pasangan hexadecimal. Jika jumlah bit pada setiap baris septet kurang dari 8, maka
kekurangannya diambil dari bit paling kanan pada septet selanjutnya dan digabungkan pada bagian kiri.
Contoh konversi isi SMS ‘hello’ adalah sebagai berikut :
Isi SMS (ASCII) : h e l l o Konversi menjadi heksadesimal : 68 65 6C 6C 6F Konversi menjadi biner : 1101000 1100101 1101100 1101100 1101111 Membalik nilai byte desimal : 1101111 1101100 1101100 1100101 1101000 Konversi 8 bit (octet) : 110 11111101 10011011 00110010 11101000 Bentuk heksadesimal : 06 FD 9B 32 E8 Jadi, hasil konversi kata ‘hello’ adalah E8 32 9B FD 06.
2.1.4 Mode Protokol Data Unit (PDU)
PDU (Protocol Data Unit) adalah protokol data dalam suatu SMS berupa pasangan-pasangan karakter ASCII yang mencerminkan representasi angka heksadesimal dari informasi yang ada dalam suatu SMS, misalnya nomor pengirim, nomor tujuan, waktu pengiriman dan isi pesan SMS. PDU ini harus dipahami sebelum mengimplementasikannya ke dalam program di komputer/mikrokontroler. PDU SMS terdiri dari dua tipe, yaitu PDU SMS-Submit (SMS Pengiriman) dan PDU SMS-Deliver (SMS Penerimaan). PDU SMS untuk komunikasi F-Bus terdiri atas 8 header seperti pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Protokol Data Unit SMS[6]
No Frame Header Byte Keterangan
1. F-Bus Frame Header 0 F-Bus Frame ID 1 Alamat tujuan 2 Alamat Sumber
3 Tipe perintah (Tipe SMS = 0x02) 4-5 Panjang pesan
2. Short Message Service 6-8 Memulai SMS Frame Header yaitu 0x00, 0x01, dan 0x00
9-11 Bilangan heksa pengiriman sms yaitu 0x01, 0x02, dan 0x00. Bilangan heksa penerimaan sms yaitu 0x10,0x02, dan 0x10
3. SMSC (12byte) 12 Panjang SMS Centre
13 Kode SMSC untuk nasional yaitu 0x81 dan internasional yaitu 0x91
14-23 Nomor SMS Centre 4. Transfer Protocol Data
Unit (TPDU)
24 Tipe SMS
25 Jangka waktu pengiriman SMS 26 TP Protocol Identifier (TP-PID) 27 TP Data Coding Scheme (TP-DCS) 28 Ukuran pesan SMS
5. Nomor Tujuan (12 Bytes) 29 Panjang nomor tujuan
30 Kode nomor tujuan untuk nasional 0x81 31-40 Pasangan octet dari nomor tujuan.
6. Validity Period (VP) 41 Kode Validity Period 42-47 Service Centre Time Stamp
7. Pesan SMS 48-92 Isi pesan SMS
93 Selalu diisi dengan pasangan octet 0x00
8. F-Bus Ending 94 Nomor urutan paket data
95 Lapisan byte
96-97 Pengecekan byte genap dan ganjil.
Contoh pengiriman frame header sebanyak 98 byte adalah sebagai berikut : Byte: 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Data: 1E 00 0C 02 00 59 00 01 00 01 02 00 07 91 16 14 91 09 10 F0 00 00 00 00 Byte: 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 Data: 15 00 00 00 33 0A 81 40 30 87 00 47 00 00 00 00 00 A7 00 00 00 00 00 00
Byte: 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 Data: C8 34 28 C8 66 BB 40 54 74 7A 0E 6A 97 E7 F3 F0 B9 0C BA 87 E7 A0 79 D9 Byte: 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 Data: 4D 07 D1 D1 F2 77 FD 8C 06 19 5B C2 FA DC 05 1A BE DF EC 50 08 01 Byte: 94 95 96 97
Data: 43 00 7A 52
2.2 Mikrokontroler AVR Atmega8535[7]
AVR (Alf and Vegard’s Risc Prosessor) merupakan seri mikrokontroler CMOS 8- bit yang diproduksi oleh Atmel berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Chip AVR yang digunakan untuk tugas akhir ini adalah Atmega8535. Hampir semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock dan mempunyai 32 register general- purpose, timer/counter fleksibel dengan mode compare, interupt internal dan eksternal, serial UART, programmable Watchdog Timer, dan mode power saving. Beberapa diantaranya mempunyai ADC dan PWM internal. AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash on-chip yang mengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem yang menggunakan hubungan serial SPI.
2.2.1 Arsitektur AVR Atmega8535
Mikrokontroler Atmega8535 memiliki arsitektur sebagai berikut : 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 yaitu Timer 0, Timer 1, Timer 2.
d. Watchdog Timerdengan osilator internal.
e. Memori Flash sebesar 8 kb.
f. Sumber Interrupt internal dan eksternal.
g. Komparator analog
h. Port USART (Universal Shynchronous Ashynchronous Receiver Transmitter)
2.2.2 Deskripsi Mikrokontroler Atmega8535
Konfigurasi Pin Mikrokontroller ATmega8535 dengan kemasan 40-pin DIP (dual in-line package) dapat dilihat pada Gambar 2.2. Untuk memaksimalkan performa dan
paralelisme, AVR menggunakan arsitektur Harvard (dengan memori dan bus terpisah untuk program dan data). Ketika sebuah instruksi sedang dikerjakan maka instruksi berikutnya diambil dari memori program.
Gambar 2.2. Konfigurasi Pin Mikrokontroller ATmega8535[8]
Mikrokontroler Atmega 8535 memiliki konfigurasi Pin sebagai berikut : a. VCC (5V)
b. GND (Ground) c. Port A (PA7 - PA0) d. Port B (PB7 - PB0) e. Port C (PC7 - PC0) f. Port D (PD7 - PD0) g. RESET (Reset input)
h. AVCC adalah pin penyedia tegangan untuk Port A dan A/D Konverter i. AREF adalah pin referensi analog untuk A/D konverter.
Port A berfungsi sebagai input analog pada A/D Konverter dan port I/O 8-bit dua arah. Port B, Port C, Port D adalah suatu port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Pada rangkaian RESET, waktu pengosongan kapasitor dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
T = R x C (2.1)
2.2.3 Organisasi Memori AVR Atmega8535
AVR arsitektur mempunyai dua ruang memori utama, yaitu Ruang Data Memori dan Ruang Program Memori. Atmega8535 memiliki fitur EEPROM Memori untuk penyimpanan data. Semua ruang memori adalah reguler dan linier.
2.2.3.1 Program Memori
Atmega8535 berisi 8Kbyte On-Chip di dalam sistem Memori flash reprogrammable untuk penyimpanan program. Untuk keamanan perangkat lunak, Flash ruang program memori dibagi menjadi dua bagian, yaitu bagian boot program dan bagian aplikasi program. Flash Memori mempunyai suatu daya tahan sedikitnya 10.000 write/erase Cycles. Atmega8535 Program Counter (PC) terdiri dari 12 bit lebar dan mempunyai kapasitas lokasi program memori sebesar 4Kbyte.
2.2.3.2 Data Memori
Lokasi alamat data memori sebanyak 608 menunjukkan register file, I/O memori, dan internal data SRAM. Register file dan memori I/O memiliki 96 lokasi alamat data.
Alamat internal data SRAM memiliki 512 alamat data.
2.2.4 Timer/Counter
Mikrokontroler ini menyediakan fasilitas pewaktuan yang diberi nama Timer/Counter sebanyak tiga buah, yaitu Timer/Counter 0 dan 2 yang terdiri dari 8 bit dan Timer/Counter 1 yang terdiri dari 16 bit. Register yang digunakan oleh Timer/Counter adalah TCNTn sebagai register penyimpan nilai dari Timer/Counter. Regiater OCRn (Output Compare Register) merupakan register pembanding, jika nilai OCRn sama dengan TCNTn maka terjadi Compare Match. Pengaturan Timer/Counter 0, Timer/Counter 1 dan Timer/Counter 2 dilakukan melalui register TCCRn(Timer/Counter Control Register).
(Waveform Generation Mode) berfungsi untuk mengendalikan kenaikan dari pencacah pada register TCNTn, menentukan sumber dari nilai maksimal (top) dari pencacah dan tipe timer yang akan digunakan.
Pada mode CTC cacahan selalu meningkat dan ketika mencapai nilai maksimum akan kembali ke nol lagi sehingga dapat digunakan sebagai pewaktu presisi. Cara kerja dari mode ini yaitu akan membandingkan antara OCRn sama dengan TCNTn, jika sama maka pencacahan timer dimulai dari awal lagi. Persamaan perhitungan waktu selama 1 detik sebagai berikut :
OCR1 =
escaler Nilai Pr
cpu Frekuensi
(2.2) Keterangan : fcpu = Kristal yang digunakan (Hz).
Prescaler = Pembagi waktu presisi.
OCR1 = Register pembanding pada Timer1.
2.3 IC MAX232
Komunikasi antara mobile phone dengan sistem minimum membutuhkan IC MAX232 sebagai pengubah level tegangan karena adanya perbedaan level tegangan antara mobile phone dengan sistem minimum. IC MAX232 mempunyai 2 receivers yang berfungsi sebagai pengubah level tegangan dari level RS232 ke level Transistor Transistor Logic (TTL) dan mempunyai 2 drivers yang berfungsi mengubah level tegangan dari level TTL ke level RS232[9].
Karakteristik dari RS-232 memiliki ketentuan level tegangan sebagai berikut : a. Level tegangan antara -3 Volt (-3V) hingga -25 Volt (-25V) untuk logika ‘1’
disebut ‘mark’ .
b. Level tegangan antara +3V hingga +25V untuk logika ‘0’ disebut ‘space’.
c. Level tegangan antara -3V hingga +3V adalah invalid level, yaitu level tegangan yang tidak memiliki level logika pasti sehingga harus dihindari. Level tegangan lebih negatif dari -25V atau lebih positif dari +25V juga harus dihindari karena tegangan tersebut dapat merusak line driver pada saluran RS-232.
Pada konektor mobile phone tidak semua pin terhubung ke mikrokontroler, tetapi hanya pin nomor 2(ground), 3 (Rx/data in), dan 4(Tx/data out). Konfigurasi pin dari IC MAX232 dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3. IC Serial MAX232[9]
2.4 Global System for Mobile Communication (GSM)
Global System for Mobile Communication (GSM) adalah sebuah teknologi komunikasi selular yang bersifat digital. Teknologi ini memanfaatkan gelombang mikro dan pengiriman sinyal yang dibagi berdasarkan waktu, sehingga sinyal informasi yang dikirim akan sampai pada tujuan. GSM sebagai sistem telekomunikasi selular digital memiliki keunggulan yang jauh lebih banyak dibanding sistem analog, di antaranya kapasitas sistem lebih besar karena menggunakan teknologi digital dimana penggunaan sebuah kanal tidak hanya diperuntukkan bagi satu pengguna saja sehingga saat pengguna tidak mengirimkan informasi, kanal dapat digunakan oleh pengguna lain. Selain itu, sifatnya yang sebagai standar internasional memungkinkan international roaming.
Teknologi digital tidak hanya mengantarkan suara, tetapi memungkinkan servis lain seperti teks, gambar, dan video. Arsitektur jaringan GSM terdiri dari mobile station, base station system, network sub system, operation and support system[10].
2.4.1 Mobile Station (MS)
Mobile station merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk melakukan pembicaraan yang terdiri atas :
a. Mobile Equipment (ME) atau mobile phone, merupakan perangkat GSM yang berada di sisi pengguna atau pelanggan yang berfungsi sebagai terminal transceiver (pengirim) dan receiver (penerima) sinyal untuk berkomunikasi dengan perangkat GSM lainnya.
b. Subscriber Identity Module (SIM) atau SIM Card, merupakan kartu yang berisi seluruh informasi pelanggan dan beberapa informasi pelayanan. Data yang disimpan dalam SIM secara umum, adalah:
1. IMSI (International Mobile Subscriber Identity), merupakan penomoran pelanggan.
2. MSISDN (Mobile Subscriber ISDN), nomor yang merupakan nomor panggil pelanggan.
2.4.2 Base Station System (BSS)
Base station system terdiri atas:
a. BTS (Base Transceiver Station), perangkat GSM yang berhubungan langsung dengan MS dan berfungsi sebagai pengirim dan penerima sinyal.
b. BSC (Base Station Controller), perangkat yang mengontrol kerja BTS-BTS yang berada di bawahnya dan sebagai penghubung BTS dan MSC.
2.4.3 Network Sub System (NSS)
Network Sub System atau NSS terdiri atas:
a. Mobile Switching Center atau MSC b. Home Location Register atau HLR c. Visitor Location Register atau VLR d. Authentication Center atau AuC
e. Equipment Identity Registration atau EIR
2.4.4 Operation and SupPort System ( OSS)
Operation and SupPort System atau OSS merupakan sub sistem jaringan GSM yang berfungsi sebagai pusat pengendalian, diantaranya fault management, configuration management, performance management, dan inventory management.
2.5 Location Based Service (LBS) [11]
Location Based Service merupakan suatu layanan yang bereaksi aktif terhadap perubahan entitas posisi sehingga mampu mendeteksi letak objek dan memberikan layanan sesuai dengan letak objek yang telah diketahui tersebut. Layanan ini masih menggunakan SMS dalam pertukaran informasinya yang dikembangkan oleh operator seluler dengan memberikan keakuratan, kemudahan dan kecepatan dalam penyampaikan informasi.
Pada teknologi LBS berbasis jaringan seluler, penentuan posisi sebuah peralatan komunikasi bergerak ditentukan berdasarkan posisi relatif peralatan tersebut terhadap lokasi BTS (Base Transceiver Station). Dalam menentukan posisi dari sebuah mobile phone yang sedang aktif, secara umum terdapat tiga tingkat metode yang digunakan saat ini, yaitu :
a. Metode Basic Positioning Cell Identification (Cell ID)
Penentuan posisi didasarkan pada daerah geografis yang tercakup oleh sebuah cell yang berhubungan dengan daerah cakupan dari sinyal radio. Ketika sebuah mobile phone terhubung secara aktif dengan sebuah base station, berarti mobile phone tersebut diasumsikan berada dalam cell dari base station tersebut. Gambar 2.4 menunjukkan
kombinasi metode basic positioning cell identification.Untuk mengukur jarak dan arah mobile phone dari base station tidak dapat diketahui dengan pasti.
Oleh karena itu, untuk lebih meningkatkan lagi akurasi hasil pencarian, metode Cell ID ini seringkali dikombinasikan dengan metode lain sebagai berikut :
1. Timing Advanced (TA), dengan menggunakan TA, metode Cell ID akan ditambahkan sebuah fungsionalitas untuk menghitung Round Trip Time (RTT), yaitu waktu transmisi sebuah frame (dari base station ke mobile phone) dan waktu penerimaan sebuah frame (dari mobile phone ke base station). Adanya tambahan metode ini, maka jarak antara mobile phone dan base station dapat ditentukan dengan keakuratan 50 m.
2. Network Measurement Report (NMR), dengan berdasarkan kekuatan sinyal (Received Signal Strength) yang diterima mobile phone yang ada di suatu “sector cell”, maka posisi itu dapat ditentukan lebih akurat.
Gambar 2.4. Metode Basic Positioning Cell Identification (Cell ID)[11]
b. Metode Enhanced Positioning
Metode Enhanced Positioning menggunakan pendekatan Observe Time Difference (OTD). Jaringan GSM yang sering digunakan adalah Enhanced-OTD (E-OTD) yaitu metode pencarian posisi yang berdasarkan pada waktu. Untuk menentukan posisi relatif sebuah mobile phone harus aktif terhadap tiga base station dan perlu ditentukan terlebih dahulu jarak mobile phone terhadap masing-masing base station berdasarkan waktu yang ditempuh oleh sebuah sinyal dari mobile phone ke masing-masing base station.
Selanjutnya, dengan menggunakan rumus matematika untuk triangulasi, maka dapat ditentukan posisi dari mobile phone yang sedang aktif tersebut. Metode akan meningkatkan akurasi hingga memiliki ketelitian sampai kurang dari 50m.
c. Metode Advanced Positioning
Metode Advanced Positioning menggunakan teknologi Assisted-Global Positioning System (A-GPS). A-GPS juga merupakan metode yang berbasis pada waktu. Metode ini melakukan pengukuran waktu tiba dari sebuah sinyal yang dikirim dari tiga buah satelit GPS. Hal ini berarti mobile phone harus memiliki fasilitas untuk mengakses GPS. A-GPS juga menghasilkan akurasi secara vertikal dan estimasi jarak yang baik yaitu kurang dari 10m.
2.6 Passive Infra Red (PIR) AMN12111
Sensor AMN12111 adalah sensor PIR (Passive Infrared) terkecil di dunia yang telah dilengkapi dengan lensa fresnel serta mempunyai output digital. Sensor PIR ini bekerja dengan menangkap energi panas yang dihasilkan dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki setiap benda dengan suhu benda diatas nol mutlak. Beberapa makhluk hidup seperti anjing, kucing, dan manusia memiliki suhu kira-kira 32 derajat celcius serta merupakan suhu panas yang khas pada lingkungan. Hal inilah yang membuat sensor PIR mampu mendeteksi perubahan radiasi inframerah ketika ada pergerakan manusia yang memiliki suhu yang berbeda dengan lingkungannya[12].
Sensor AMN12111 merupakan sensor yang diproduksi oleh Panasonic dan memiliki jangkauan deteksi maksimal 2 meter. Keluaran dari sensor ini sudah dalam bentuk digital yaitu akan berlogika high jika ada gerakan manusia yang terdeteksi dan berlogika low jika tidak ada gerakan dari manusia.
Sensor AMN12111 memiliki tiga buah pin yaitu Vdd, Gnd, dan Output seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 2.5. Sensor AMN12111 bekerja pada tegangan Vdd sebesar 5V dan akan menghasilkan nilai tegangan output sebesar 4.5V ketika mendeteksi gerakan manusia.
Sensor AMN12111 memiliki kelebihan sebagai berikut :
a. Sensor dengan ukuran kecil yang mampu mendeteksi pergerakan manusia.
b. Memiliki amplifier sehingga keluaran sensor lebih mudah dibaca.
c. Tidak terpengaruh oleh gangguan peralatan elektronis lainnya.
d. Konsumsi arus kecil yaitu sebesar 46uA.
Gambar 2.5. Hardware pada AMN12111[12]
2.7 Transistor sebagai saklar[13]
Untuk dapat menggunakan transistor sebagai saklar maka transistor dikonfigurasi sehingga bekerja di daerah cut-off dan saturasi. Perubahan ini dapat digunakan untuk mengaktifkan relay atau sebagai masukan bagi mikrokontroler. Transistor yang berada dalam keadaan saturasi seperti sebuah saklar yang tertutup sedangkan transistor saat cutoff seperti sebuah saklar yang terbuka. Perhitungan besarnya arus basis pada konfigurasi Gambar 2.6 adalah sebagai berikut :
B BE BB
B R
V
I =V − (2.3)
Beta DC
( )
β sebuah transistor merupakan rasio arus kolektor DC dengan arus basis DC, dapat dihitung dengan persamaan berikut :
B C
I
= I
β (2.4)
Sehingga diperoleh juga persamaan untuk IBmin sebagai berikut : β
Csat B
I min = I
(2.5)
Arus IC saturasi (ICsat)dapat diperoleh pada saat nilai VCE = 0, sehingga besarnya arus Ic saturasi dapat diperoleh dengan persamaan sebagai berikut :
Rc ICsat =Vcc
(2.6)
RB
RC Vcc
Vin VB
Gambar 2.6 Konfigurasi transistor sebagai saklar
2.8 Keypad 4x4
Keypad 4x4 memiliki konfigurasi tombol-tombol yang tersusun secara matrik 4x4 sehingga hanya dibutuhkan 4 pin masukan dan 4 pin keluaran dengan 16 variasi keadaan.
Antarmuka keypad 4x4 pada program dilakukan dengan sistem scanning. Gambar 2.7 menunjukkan skema data keypad dari baris dan kolom yang akan diproses oleh mikrokontroler[8].
Gambar 2.7. Keypad 4x4[8]
2.9 Sistem Kelistrikan Sepeda Motor Honda[14]
Sistem kelistrikan pada sepeda motor Honda terdiri dari : a. Sistem pengisian
Aki 12V pada sepeda motor digunakan untuk menjalankan motor starter (starter elektrik), klakson, lampu, dan komponen kontrol lainnya. Aki membutuhkan sumber arus supaya arus yang dihasilkan tetap (stabil). Sekring digunakan untuk menghindari hubungan singkat.
b. Sistem pengapian
Sistem pengapian berfungsi menghasilkan listrik tegangan tinggi untuk menghasilkan percikan bunga api pada busi. Sistem pengapian yang digunakan pada sepeda motor keluaran terbaru menggunakan CDI(Capasitive Discharge Ignition).
Komponen-komponen dalam sistem pengisian terdiri dari kumparan pembangkit, generator pulsa, CDI, coil pengapian (ignition coil), dan busi.
c. Sakelar, lampu, klakson, dan sistem kontrol
Sakelar digunakan sebagai penghubung arus listrik dari baterai atau sistem pengisian menuju lampu atau peralatan lainnya yang membutuhkan arus listrik. Pusat sakelar pada sepeda motor terletak pada kontak utama (kunci utama). Sakelar pada sepeda motor antara lain sakelar starter, sakelar lampu sein, sakelar lampu utama, sakelar rem, sakelar gigi transmisi, dan sakelar klakson.
Salah satu kelistrikan motor yang utama adalah sistem starter yang berfungsi sebagai penggerak awal agar mesin bisa bekerja. Secara umum sistem starter elektrik memiliki beberapa komponen sebagai berikut :
1. Saklar starter : berfungsi mengalirkan arus listrik ke relay starter.
2. Relay starter : berfungsi mengalirkan arus yang besar ke motor starter.
3. Motor starter : berfungsi mengubah tenaga listrik menjadi momen putar.
4. Battery : berfungsi sebagai sumber arus listrik.
Sistem kerja starter elektrik yaitu saat kunci kontak on dan saklar starter ditekan maka arus mengalir dari baterai menuju ke relay starter. Di dalam relay starter terdapat kumparan sehingga jika arus mengalir ke dalam kumparan relay starter maka relay starter akan menjadi magnet, dan plunyer pada relay starter akan menghubungkan terminal kabel besar dari positif batteray dan menuju motor starter. Motor starter yang mendapatkan aliran arus akan berputar dan memutarkan mesin sepeda motor.
Gambar 2.8 menunjukkan rangkaian sistem starter sepeda motor. Untuk modifikasi dan instalasi kelistrikan sepeda motor dianjurkan mengetahui jenis warna kabel dari masing-masing komponen pada sepeda motor seperti yang ditunjukkan Tabel 2.3.
Gambar 2.8. Rangkaian Sistem Starter Sepeda Motor[14]
Tabel 2.3. Panduan Warna Kabel Sepeda Motor Merk Honda
No Warna Kabel Keterangan
1 Hijau (-) Ground
2 Merah (+) Aki
3 Hitam (+) Kunci kontak
4 Putih (+) Alternator pengisian
(+) Lampu dekat
5 Kuning (+) Arus beban ke saklar
lampu
6 Kuning-Merah (-) Starter
7 Abu-abu (+) Flaser
8 Biru laut (+) Sein kanan
9 Oranye (+) Sein kiri
10 Coklat (+) Lampu kota
11 Hitam-Merah (+) Spul CDI
12 Hitam-Putih (+) Kunci kontak
13 Hitam-Kuning (+) Koil
14 Biru-Kuning (+) Pulser CDI
15 Hijau-Muda (+) Klakson
2.10 Sistem Pemanasan Mesin Sepeda Motor[14]
Pemanasan mesin motor memiliki beberapa manfaat yaitu dapat mencegah terjadinya keausan pada komponen mesin, mengurangi kebocoran kompresi, dan menghemat bahan bakar. Pemanasan akan membantu mencegah keausan mesin karena
memberi kesempatan pada oli untuk bergerak dari panci oli dan masuk kembali ke bagian- bagian mesin yang perlu dilumasi. Para desainer sengaja menciptakan celah yang secara otomatis akan berkurang (menjadi presisi) ketika komponen-komponen itu terkena suhu panas. Mesin sepeda motor disarankan supaya dipanaskan terlebih dahulu selama kurang lebih 2 menit sebelum sepeda motor dijalankan. Pemanasan mesin sepeda motor tidak dianjurkan terlalu lama karena akan membuat pipa knalpot menjadi kuning dan menimbulkan kerak yang dapat menyumbat aliran pembuangan gas karbondioksida.
23
PERANCANGAN PENELITIAN
3.1 Proses kerja Sistem
Sistem ini mampu mengendalikan pemanasan mesin, alarm, dan pelacakan sepeda motor dengan menggunakan telepon selular (mobile phone). Pemilik kendaraan mengirim SMS (Short Message Service) ke mobile phone server yang telah dipasang pada sepeda motor, kemudian pesan diteruskan ke mikrokontroler AtMega 8535. Sistem pada mesin motor akan bekerja sesuai dengan informasi yang dikirim hanya oleh mobile phone user.
Sistem ini memiliki fungsi dan peranan sebagai berikut : 1. Pemanasan mesin motor secara otomatis.
Sistem ini berfungsi memanaskan mesin kendaraan sebelum dipakai berjalan tanpa harus memutar kunci kontak ke posisi ON. Jika dikirim karakter ‘MESIN HEAT’, maka mesin motor dipanaskan selama selang waktu 2 menit.
2. Alarm kunci kontak
Sebagai antisipasi jika ada yang memutar kunci kontak selama alarm pada kondisi ON, maka alarm akan berbunyi, mesin tidak dapat dihidupkan, dan mobile phone server akan mengirim informasi keamanan via SMS ke mobile phone user.
3. Alarm sensor PIR AMN12111
Sensor passive infrared dapat mendeteksi adanya gerakan manusia. Alarm akan berbunyi ketika terdeteksi adanya gerakan tangan manusia di sekitar stang sepeda motor.
4. Sistem pelacakan lokasi sepeda motor dengan layanan LBS
Sistem pelacakan sepeda motor berfungsi untuk mengetahui lokasi sepeda motor ketika terjadi tindakan pencurian. Pada kondisi ini, mobile phone server akan mengirim SMS ke mobile phone user berupa lokasi sepeda motor berdasarkan lokasi BTS terdekat.
5. Menghidupkan dan mematikan mesin sepeda motor
Jika user mengirim SMS dengan karakter ‘MESIN ON’, maka mesin motor akan hidup. Jika user mengirim SMS dengan karakter ‘MESIN OFF’, maka mesin motor akan mati.
6. Kunci rahasia menggunakan password
Pengendalian menggunakan SMS memiliki kelemahan yaitu tidak dapat bekerja di daerah yang tidak terjangkau sinyal operator selular. Hal ini diantisipasi dengan cara memasukan kode rahasia menggunakan keypad 4x4 oleh user untuk mengaktifkan mode normal.
Diagram blok sistem keamanan dan pengendalian sepeda motor secara lebih lengkap ditunjukkan oleh Gambar 3.1.
Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem Keamanan dan Pengendalian Sepeda Motor
3.2 Perancangan Rangkaian Komunikasi Serial
Komunikasi antara mobile phone dengan sistem minimum membutuhkan IC MAX232 sebagai pengubah level tegangan karena adanya perbedaan level tegangan antara mobile phone dengan sistem minimum. IC MAX232 mempunyai 2 receivers yang berfungsi sebagai pengubah level tegangan dari level RS232 ke level Transistor Transistor Logic (TTL) dan mempunyai 2 driver yang berfungsi mengubah level tegangan dari level TTL ke level RS232.
Pada konektor mobile phone tidak semua pin terhubung ke mikrokontroler, tetapi hanya pin nomor 2(ground), 3 (Rx/data in), dan 4(Tx/data out). Untuk mengubah level tegangan dari mobile phone ke mikrokontroler maka pin keluaran dihubungkan dengan ICMAX232 seperti pada Tabel 3.1.
Sensor Posisi Kunci Kontak
Sensor PIR
Mikrokontroler
ATMEGA
8535
Mesin Sepeda Motor
Keypad 4x4
Klakson Sepeda Motor
Mobile Phone Nokia 3330
IC MAX232
Tabel 3.1 Konfigurasi Pin IC Max232 dengan Mobile Phone dan Mikrokontroler Mikrokontroler IC Max232
Tx [Pin D.1] T1 in [Pin 11]
Rx [Pin D.0] R1 out [Pin 12]
Mobile Phone
Tx/Data out [Pin 4] T1 out [Pin 14]
Rx/Data in [Pin 3] R1 in [Pin 13]
Kapasitor yang digunakan pada rangkaian IC Max232 sebesar 1 µF dengan tegangan 16 Volt pada beberapa kaki pin yaitu pada pin 1 (+) dengan pin 3 (-), pin 4 (+) dengan pin 5 (- ), pin 2 (+) dengan pin 16 (-). Untuk pin 6, karena bertegangan -10 Volt maka terhubung dengan kaki kapasitor (-) dan Ground (+). Penggunaan nilai kapasitor disesuaikan dengan datasheet IC MAX232. IC ini memerlukan tegangan masukan sebesar +5 Volt.
Gambar 3.2 Rangkaian IC MAX232 dengan Mikrokontroler dan Mobile Phone
3.3 Perancangan Rangkaian Pengendali Alarm
Rangkaian pengendali alarm dapat dibagi menjadi dua yaitu menggunakan sensor kunci kontak dan sensor PIR. Kedua sensor tersebut akan memberi masukan ke mikrokontroler AtMega8535 untuk membunyikan alarm yang berupa klakson dan mengirim SMS berupa informasi lokasi sepeda motor ke mobile phone user.
3.3.1 Rangkaian Pengendali Alarm Menggunakan Sensor Kunci Kontak
Sensor kunci kontak bekerja ketika terjadi kasus pencurian dengan modus memutar kunci kontak. Gambar 3.3 menunjukkan rangkaian pengendali alarm sensor kunci kontak yang menghubungkan socket kunci kontak dan sistem kelistrikan motor. Mikrokontroler akan mendeteksi keluaran dari rangkaian pengendali sensor kunci kontak. Pada mode normal, jika kunci kontak dihidupkan, maka akan mengalir arus dari aki 12V menuju kelistrikan motor. Sedangkan ketika user mengaktifkan mode ‘ALARM’, maka arus dari aki 12V akan mengalir menuju rangkaian pengendali alarm dan memberi input data untuk mikrokontroler.
Gambar 3.3. Sistem Kelistrikan Alarm Kunci Kontak Sepeda Motor
Gambar 3.4 menunjukkan prinsip kerja dari rangkaian pengendali alarm sensor kunci kontak yang menggunakan relay DC 12V/5 pole untuk memutus dan menyambung hubungan listrik. Ketika user mengaktifkan rangkaian pengendali alarm, maka mikrokontroler akan memberi perintah aktif sehingga port B1 memiliki tegangan 5V yang membuat transistor 2N2222 dalam kondisi saturasi. Selanjutnya, kumparan magnetik pada relay akan bereaksi sehingga menghubungkan pin pada kelistrikan motor dengan pin pada mikrokontroler. Kondisi ini membuat rangkaian pengendali alarm sensor kunci kontak mampu mendeteksi adanya tanda bahaya. Jika ada yang memutar kunci kontak saat alarm dalam kondisi aktif, maka arus akan mengalir menuju rangkaian pengendali alarm sensor kunci kontak dan memberi masukan tegangan sebesar 5V untuk port B2 pada
mikrokontroler. Sinyal tegangan masukan ini yang akan diproses oleh mikro untuk membunyikan klakson dan mengirim
Gambar 3.4. Rangkaian
Gambar 3.4 memperlihatkan p alarm sensor kunci kontak.
400Ω sehingga dengan menggunakan persamaan 2.6 sebagai berikut :
ICsat
Transistor 2N2222 memiliki
persamaan 2.5, nilai arus basis minimum berikut :
IB min
Nilai tegangan output dari port
VBB, sehingga besarnya nilai resistor basis persamaan 2.3 sebagai berikut :
RB =
Sinyal tegangan masukan ini yang akan diproses oleh mikro klakson dan mengirim SMS ke mobile phone user.
. Rangkaian Pengendali Alarm Sensor Kunci Kontak
Gambar 3.4 memperlihatkan perancangan perangkat keras rangkaian
ak. Sumber tegangan relay 12V dan nilai resitansi relay sebesar engan menggunakan persamaan 2.6 diperoleh nilai arus kolektor
A
V x 3
10 400 30
12 −
Ω =
=
memiliki nilai beta DC
( )
β sebesar 100 sehingga b, nilai arus basis minimum (IBmin) diperoleh dengan perhitungan sebagai
A A x
x 3 4
min 3 10
100 10
30 − −
=
=
port mikrokontroler diketahui sebesar 5V sebagai nilai tegangan besarnya nilai resistor basis maksimum (RB) dapat dihitung berdasarkan sebagai berikut :
Ω
− =
= − 14.333,33 10
3 7 , 0 5
4A x
V
V
Sinyal tegangan masukan ini yang akan diproses oleh mikrokontroler
Alarm Sensor Kunci Kontak
erancangan perangkat keras rangkaian pengendali dan nilai resitansi relay sebesar nilai arus kolektor saturasi
sehingga berdasarkan diperoleh dengan perhitungan sebagai
sebesar 5V sebagai nilai tegangan ihitung berdasarkan
Nilai RB dipilih sebesar 10kΩ dengan pertimbangan agar lebih mudah diperoleh di pasaran dan agar arus basis (Ib) yang dihasilkan lebih besar dari batas minimumnya[13]. Oleh karena itu, nilai arus basis yang diperoleh dengan persamaan 2.3 sebagai berikut :
A V x
IB V 4.3 10 4 10000
7 . 0
5 −
Ω =
= −
Penambahan rangkaian regulator tegangan untuk menyesuaikan tegangan aki motor 12V dengan tegangan mikrokontroler. Pembahasan tentang perancangan regulator tegangan IC 7805 ada di bab 3.4.
3.3.2 Rangkaian Pengendali Alarm Menggunakan Sensor PIR
Sensor AMN12111 akan menghasilkan output high saat terdeteksi adanya gerakan manusia dalam jangkauan maksimum 2 meter dan output low saat tidak terdeteksi adanya gerakan manusia. Oleh karena itu, jika diaplikasikan sebagai alarm sepeda motor, maka dibatasi jarak jangkauan untuk mengurangi tingkat sensitivitas alarm dengan cara memberi kertas pelindung pada sensor sehingga yang terdeteksi hanya pancaran infrared dalam jangkauan maksimum 15cm. Sensor akan diletakkan di stang kemudi kendaraan sepeda motor dan jika terdeteksi ada gerakan manusia disekitar sensor, maka alarm akan berbunyi secara otomatis.
Sumber tegangan sensor sebesar 5V. Output dari sensor akan dihubungkan dengan PortD.2 pada mikrokontroler. Prinsip kerja dari rangkaian sensor ini adalah ketika terdeteksi adanya gerakan manusia, maka output sensor akan menghasilkan tegangan sebesar 4.5V. Mikrokontroler akan mengolah data input pada PortD.2 dan mengaktifkan alarm. Rangkaian untuk sensor AMN12111 ditunjukkan oleh Gambar 3.5.
Gambar 3.5. Rangkaian Sensor PIR
3.3.3 Perancangan Rangkaian Sirine Klakson
Mikrokontroler AtMega8535 akan memproses seluruh sensor sistem keamanan.
Oleh karena itu, sistem keamanan membutuhkan suatu tanda alarm berupa bunyi sirene yang dapat dikendalikan oleh mikrokontroler. Sistem kerja sirene klakson yaitu akan aktif saat ada input masukan dari mikrokontroler yang membuat transistor 2N2222 menjadi saturasi sehingga relay akan mengaktifkan klakson. Gambar 3.6 menunjukkan rangkaian sirine klakson. Perhitungan nilai resistor seperti pada sub bab 3.3.1.
Gambar 3.6. Rangkaian Sirene Klakson
3.4 Perancangan Regulator Tegangan IC 7805
Sistem kelistrikan sepeda motor memperoleh sumber tegangan dari aki 12V, sedangkan sumber tegangan mikrokontroler hanya membutuhkan tegangan sebesar 5V.
Oleh karena itu, regulator tegangan digunakan untuk mengubah tegangan 12V menjadi 5V.
Regulator tegangan dalam perancangan menggunakan IC 7805 yang menghasilkan tegangan keluaran sebesar 5V dan membutuhkan tegangan masukan minimum IC7805 yaitu sebesar 7,3V. Nilai kapasitor C1 dan C2 disesuaikan dengan datasheet yaitu sebesar 0,33uF dan 0,1uF. Gambar 3.7 menunjukkan rangkaian regulator tegangan.
