RANCANG BANGUN SISTEM PINTU GARASI OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA328 DENGAN
MENGGUNAKAN SMS
SKRIPSI
NONI SURTIANA SILALAHI 170821046
PROGRAM STUDI S1 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2019
RANCANG BANGUN SISTEM PINTU GARASI OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA328 DENGAN
MENGGUNAKAN SMS
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
NONI SURTIANA SILALAHI 170821046
PROGRAM STUDI S1 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2019
PERNYATAAN ORISINALITAS
RANCANG BANGUN SISTEM PINTU GARASI OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA328 DENGAN
MENGGUNAKAN SMS
SKRIPSI
Saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2019
Noni Surtiana Silalahi
RANCANG BANGUN SISTEM PINTU GARASI OTOMATIS BEBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA328 DENGAN MENGGUNAKAN SMS
ABSTRAK
Rancang Bangun Sistem Pintu Garasi Otomatis Dengn menggunakan SMS merupakan suatu inovasi pengembangan sistem untuk membuka dan menutup pintu garasi secara otomatis. Dengan teknologi ini diharapkan dapat membantu penghuni rumah untuk membuka garasi secara otomatis melalui handphone tanpa harus berinteraksi langsung dengan garasi tersebut. Pembuatan Prototype Sistem Kontrol Pintu Garasi menggunakan SMS melalui beberapa tahap yaitu : (1) Identifikasi kebutuhan; (2) Analisa kebutuhan; (3) Perancangan perangkat keras; (4) Perancangan perangkat lunak; (5) Pembuatan; dan (6) Pengujian. Pembuatan perangkat lunak (software) sistem ini menggunakan bahasa C pada Mikrokontroler ATmega328.
Berdasakan hasil pengujian yang telah dilaksanakan diperoleh bahwa Prototype Sistem Kontrol Pintu Garasi menggunakan SMS bekerja dengan baik, waktu respon motor DC setelah mendapatkan pesan dari user rata-rata 5,15s dan dapat membalas pesan sesuai dengan keyword yang dikirimkan.
Kata kunci: Mikrokontroler Atmega328,Garasi, SMS, Motor DC,Sensor Proximity, Limit Switch
DESIGN AND BUILD AUTOMATIC GARAGE DOOR SYSTEM BASED ON ATMEGA328 MICROCONTROLLER USING SMS
ABSTACT
Design an automatic garage door system using SMS is an innovation of system development to automatically open and close garage doors. With this technology is expected to help the House residents to open the garage automatically by phone without having to interact directly with the garage. Prototype garage door control system using SMS through several stages: (1) identification needs; (2) analysis of needs; (3) hardware design; (4) Software design; (5) manufacture; and (6) testing.
This system software rendering uses the C language on the ATmega328 microcontroller. Based on the results of the test that has been implemented is obtained that Prototype garage door control system using SMS works well, DC motor response time after getting message from average user 5, 15s and can reply message according to The submitted keyword.
Keywords: Microcontroller Atmega328, garage door, SMS, DC Motors, Proximity sensors, Limit Switch
KATA PENGHARGAAN
Bismillahirrohmanirrohim
Puji dan Syukur penulis panjatkan ke Haadirat Allah SWT , berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Shalawat serta salam tercurahkan kepada Rsylullah SAW, keluarga dan sahabatnya.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan Kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu penulis dalam penyelesaikan Skripsi ini yaitu Kepada:
1. Bapak Dr.Kerista Sebayang, M.S selaku Dekan Fakultas Matematika dan IlmuPengetahuan Alam Universitas Sumatra Utara .
2. Ibu Nursahara Pasaribu, M.Sc selaku Pembantu Dekan I Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatra Utara . 3. Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, MS selaku Ketua Program Studi S-1 Fisika
FakultasMIPA Universitas Sumatra Utara .
4. Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc selaku Pembimbing 1 yang telah membimbing dan mengarahkan Kepada Penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
5. Bapak Drs. Aditia Warman, MSi selaku Pembimbing 2 yang telah membimbing dan mengarahkan Kepada Penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
6. Bapak Awan Maghfirah, M.Si selaku penguji yang telah memberikan saran dan masukan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
7. Seluruh Staf Pengajar/Pegawai Program Studi FakultasMatematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatra Utara .
8. Ayahanda dan Ibunda tercinta juga kakak saya yang telah memberikan bantuan berupa dukungan moril ,material dan Do’a yang sangat membantu dalam menyelesaikan skripsi ini.
9. Bang Ridwan Arief yang telah membantu diawal mulainya proyek , memberikan ilmu untuk menyelesaikan skripsi ini.
10. Sahabat-sahabat yang telah memberikan semangat,memberikan bantuan berupa Ilmu dan Motivasi dalam menyelesaikan Skripsi ini.
11. Terima kasih tak lupa kepada teman-teman seperjuangan S-1 Fisika Ekstensi atas kebersamaan selama kuliah dan memberikan bantuan baik penulisan dan motivasi
Penulis menyadari bahwa penyusunan Skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan dan jauh dari kesempurnaan. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaa laporan ini.
Akhir kata, semoga Laporan ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan Mahasiswa dan pembaca sekalian demi menambah pengetahuan dan wawasan
Medan, Agustus 2019
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK i
ABSTRACT ii
KATA PENGHARGAAN iii
DAFTAR ISI v
DAFTAR GAMBAR viii
DAFTAR TABEL xi
DAFTAR LAMPIRAN x
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1. LatarBelakang 1
1.2. Rumusan Masalah 2
1.3. Batasan Penelitian 2
1.4. Tujuan Masalah 2
1.5. Manfaat Penelitian 3
1.6. Sistematika Penulisan 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Short Message Service (SMS) 4
2.1.1. SAT Command SMS Cenfre 4
2.1.2. SMS Gaateway 5
2.1.3. Mekanisme Kerja SMS 7
2.1.4. Perangkat Komunikasi 7
2.2. Sensor 8
2.2.1. Jenis-Jenis Sensor 9
2.2.2. Sensor dan Aplikasinya 12
2.3. Motor Listrik 13
2.3.1 Motor DC 13
2.3.2 Kegunaan Motor DC 14
2.3.3 Prinsip Kerja MotorDC 15
2.4. Mikrokontroler 15
2.4.1 Mikrokontroler ATMega 16
2.4.2 Konfigurasi ATMega328 18
2.4.3 Memori ATMega328 20
2.4.4 Komunikasi Serial ATMega328 20
2.5. USB 20
2.5.1. Downloader USB ASP 21
2.6. CPU 22
2.7. Daya 22
2.8. Power Suplay 23
2.8.1. Adaptor 23
2.8.2. Prinsip Kerja Adaptor 23
2.9. Modul Sim800L 24
2.10. Modul Stepdown LM259 25
2.11. Modul L298 26
2.12. Limit Switch 27
BAB III METODE PENELITIAN
3.1. Diagram Blok Sistem 29
3.1.1. Fungsi Setiap Blok 29
3.2. Perancangan Elektrical 30
3.2.1 Rangkaian Mikrokontroler Atmega328 30 3.2.2 Rangkaian Sensor Proximity 32
3.2.3 Rangkaian SIM800L 32
3.2.4 Rangkaian Motor DC 33
3.2.5 Rangkaian Limit Switch 33
3.2.6 Rangkaian Lengkap 34
3.4.7 Flowchart 35
BAB IV PENGUJIAN DAN HASIL
4.1. Pengujian Mikrokontroler ATmega328 36
4.2. Pengujian Regulator 7805 36
4.3. Pengujian Sensor Proximity 37
4.4.. Pengujian Modul SIM800L 37
4.5. Pengujian Driver L298 38
4.6. Pengujian System Pada SMS Gateway 38
4.7. Pengujian Secara Keseluruhan 39
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan 41
5.2. Saran 41
DAFTAR PUSATAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
Gambar
2.1. Sensor Proximity 9
2.2. Motor DC 14
2.3. Konfigurasi Pin Atmega328 18
2.4. Downloader USB ASP 21
2.5. Modul SIM800L 25
2.6. Modul Stepdown LM2596 26
2.7. Pin Out Driver L298 27
2.8. Limit Switch 28
3.1. Diagram Blok 29
3.2. Rangkaian Mikrokontroler ATMega328 30
3.3. Rangkaian Sensor Proximity 32
3.4. Rangkaian SIM 800L 32
3.5. Rangkaian Motor DC 33
3.6. Rangkaian Limit Switch 33
3.7. Rangkaian Keseluruhan 34
3.8. Flowchart 35
4.1. Pesan masuk system online dan kondisi garasi terbuka 38 4.2. Pesan masuk system online dan kondisi garasi tertutup 39
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
Tabel
2.1. Pengujian Pin Mikrokontroler AT mega328 36
2.2. Pengujian Regulator 7805 36
2.3. Pengujian Sensor Proximity 37
2.4. Pengujian SIM800L 37
2.5. Pengujian Driver L298 38
2.6. Pengujian Secara Keseluruhan 39
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 :Rangkaian Skematik Alat Lampiran 2 : Program Lengkap
Lampiran 3 : Foto Keseluruhan Alat Lampiran 4 : Datasheet
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kemajuan teknologi yang sangat pesat memungkinkan adanya berbagai usaha untuk memberikan kemudahan dan kenyamanan bagi manusia. Salah satu usaha untuk memberikan kemudahan dan kenyamanan tersebut adalah melalui pengembangan system otomasi pada rumah. Salah satu system otomasi yang dapat di terapkan di rumah adalah sistem yang dapat melakukan pembukaan pintu garasi, secara otomatis. Melalui pengembangan system ini diharapkan penghuni rumah dapat membuka pintu garasi dari jarak tertentu tanpa harus berinteraksi langsung dengan garasi tersebut.
Selama ini secara umum proses buka tutup garasi dilakukan secara manual kurang efektif, misalnya penghuni rumah harus turun langsung membuka pintu garasi secara manual dengan cara menarik atau mendorong dengan tangan, padahal untuk kondisi tertentu seperti pada saat hujan melakukan buka tutup pintu garasi rumah dengan manual akan repot apalagi penghuni rumah mewah yang ingin semua serba praktis. Adapun tujuan penelitian ini adalah untuk meningkatkan efesiensi dan efektifitas proses buka tutup pintu garasi.
Pengembangan yang sudah diterapkan pada pintu garasi masih terbatas. Salah satu Contoh penggunaan aplikasi untuk mengendalikan pintu garasi. Semakin canggih teknologi saat ini membuat beberapa aktivitas dapat di kendalikan menggunakan aplikasi. Namun penggunaan aplikasi terbatas pada ponsel tertentu untuk menginstal aplikasi tersebut.
Teknologi yang sudah ada masih sedikit diaplikasikan pada masyarakat karena keterbatasan segi ekonomi maupun segi pengetahuan. Masyarakat pada umumnya masih mengakses langsung pintu garasi untuk membuka, menutup, maupun mengunci pintu. Hal ini membuat kurangnya efesiensi waktu..
Berdasarkan permasalahan yang ada, penulis memiliki ide untuk merancang sebuah alat yang dapat mengatasi masalah tersebut. Perancangan alat yang akan dibuat yaitu “Rancang Bangun Sistem Pintu Garasi Otomatis Berbasis Mikrokontroler Atmega328 Dengan Memnggunakan SMS” dalam bentuk prototype.
Mengapa dengan menggunakan SMS ? Kelebihan dari menggunakan SMS ini adalah dapat di jangkau dari jarak jauh dan menggunakan ponsel berbagai tipe manapun sehingga dapat di gunakan oleh semua kalangan. Dengan alat ini diharapkan dapat membantu pengguna dalam mengendalikan pintu garasi baik membuka dan menutup secara otomatis. Proyek ini merupakan salah satu ekperimen menggunakan SMS, selain dari pada menggukan remote control ataupun android.
Meskipun bergantung pada jaringan ataupun pulsa diharapkan alat ini menjadi salah satu teknologi sederhana tanpa internet yang dapat mengendalikan pintu otomatis, baik pintu garasi, pintu gerbang, ataupun pintu rumah.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, dapat dirumuskan permasalahan Bagaimana cara mengontrol pintu garasi secara otomatis menggunakan SMS dengan sesnsor Proximity.
1.3 Batasan Masalah
Untuk membatasi masalah-masalah yang ada, maka penulis membatasi ruang lingkup masalah sebagai berikut :
1. Menggunakan sensor Proximity sebagai pendeteksi objek (mobil) 2. Menggunakan modul SIM800L sebagai pengirim dan penerima SMS 3. Menggunakan Atmega328 sebagai unit pemroses data
4. Menggunakan Mobile Phone/Ponsel sebagai pengendali system
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penulisan skripsi ini sebagai berikut :
1. Untuk dapat mengaplikasikan SMS sebagai perintah membuka dan menutup pintu garasi otomatis
2. Untuk mengetahui prinsip kerja sensor Proximity dengan pengaplikasian pada pintu garasi
1.5 Manfaat Penelitian
1. System ini memudahkan pengguna untuk meningkatkan efisien waktu aktivitas pengguna.
2. Memahami penggunaan sensor (proximity) untuk memerintahkan system kendali pintu garasi
3. Memahami penggunaan modem SIM800L untuk mengirim dan menerima SMS sebagai perintah membuka pintu garasi..
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah penyusunan proposal penelitian maka dalam hal ini penulis membagi dalam beberapa bab, serta memberikan gambaran secara garis besar isi dari tiap-tiap bab.
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini berisikan latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini merupakan landasan teori yang membahas tentang teori-teori yang mendukung dalam penyelesaian masalah.
BAB III : METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi tentang perancangan system yang menjadi pokok bahasan dalam penelitian ini
BAB IV : HASIL DAN ANALISA
Bab ini meliputi hasil penelitian dan pembahasan.
BAB V : KESIMPULAN AN SARAN
Berisikan kesimpulan tentang hasil rancangan yang telah dibuat serta saran dalam pengembangan rancangan tersebut.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Short Message Service (SMS)
SMS adalah fasilitas yang dimiliki oleh jaringan GSM (Global System for Mobile Communication) yang memungkinkan pelanggan untuk mengirimkan dan menerima pesan-pesan singkat sepanjang 160 karakter. SMS ditangani oleh jaringan melalui suatu pusat layanan atau SMS Service Center (SMS SC) yang berfungsi menyimpan dan meneruskan pesan dari sisi pengirim ke sisi penerima. Format SMS yang dipakai oleh produsen MS (Mobile Station) adalah Protocol Deskription Unit (PDU). Fomlat PDU akan mengubah septet kode ASCII (7 bit) menjadi bentuk byte PDU (8 bit) pada saat pengiriman data dan akan diubah kembali menjadi kode ASCII pada saat diterima oleh MS.
Di balik tampilan menu Messages pada sebuah ponsel sebenarnya terdapat AT Command 2x yang bertugas mengirim/menerima data ke dan dari SMSCentre.
AT Command tiap-tiap SMS device bisa berbeda-beda, tetapi pada dasarnya sama.
Perintah-perintah AT Command biasanya disediakan oleh vendor alat komunikasi yang kita beli. Jika tidak ada, kita dapat mendownload-nya dari Internet.
2.1.1 SAT Command untuk Komunikasi dengan SMS-Cenfre
Pada ponsel GSM terdapat fasilitas pengaksesan data melalui koneksi serial atau dengan antarmuka infra merah. Untuk mengakses data, diperlukan urutan instruksi pada antarmuka ponsel. ETSI (European Telecommunication Standards Institute) menstandarkan instruksi tersebut dalam spesifikasi teknik GSM pada dokumen GSM 07.07 dan GSm 07.05, di mana setiap ponsel harus mengacu pada instruksi tersebut. Seperti pada pedoman instruksi antarmuka pada modem, instruksi ponsel diawali dengan karakter AT dan diakhiri dengan enter atau ODh. Perintah yang diterima akan direspons dengan diterimanya data „OK‟ atau „ERROR‟.
Instruksi yang diterima oleh ponsel dan sedang diproses akan terinterupsi oleh instruksi lain yang datang sehingga setiap pengiriman instruksi harus menunggu datangnya respons dari ponsel baru dengan dikirimnya instruksi berikut.
Beberapa AT Command yang penting untuk SMS adalah:
1. AT+CMGS: untuk mengirim SMS 2. AT+CMGL: untuk memeriksa SMS 3. AT+CMGD: untuk menghapus SMS
AT Command untuk SMS biasanya diikuti oleh data I/O yang diwakili oleh unit-unit PDU. Data yang mengalir ke/dari SMS-Centre harus berbentuk PDU (Protocol Data Unit). PDU berisi bilangan-bilangan heksadesimal yang mencerminkan bahasa I/O. PDU terdiri atas beberapa Header. Header untuk mengirim SMS ke SMS-Centre berbeda dengan SMS yang diterima dari SMS- Centre. [1]
2.1.2. SMS Gateway
SMS Gateway adalah sistem yang berfungsi sebagai gateway atau jembatan antara suatu sistem computer dan SMS Center (SMSC). Istilah sistem computer pada kalimat sebelumnya digunakan secara umum untuk menunjuk suatu database server atau content server. Istilah content server digunakan untuk menunjuk host atau server di mana data berada (umumnya, tapi tidak selalu, berada dalam database).
SMS Gateway menerima pesan SMS dari handphone melalui SMS Center (SMSC) operator selular. Pesan SMS tersebut diteruskan oleh gateway menjadi input bagi aplikasi untuk mengakses content atau database server. Setelah data ditangkap di dalam aplikasi, dapat dilakukan berbagai hal seperti pada proses pengolahan data pada umumnya. Misalnya merekam pesan SMS tersebut atau menggunakan pesan SMS tersebut sebagai keyword untuk melakukan query ke database.Misalnya merekam pesan SMS tersebut atau menggunakan pesan SMS tersebut sebagai keyword untuk melakukan query ke database. Demikian pula sebaliknya, gateway dapat menerima data dari content server dan mengirimkannya ke SMSC untuk diteruskan sebagai pesan SMS ke telepon selular. Data yang dikirimkan dapat berupa jawaban atau respons terhadap teks SMS yang diterima oleh gateway (auto reply) atau dapat juga ditimbulkan oleh suatu kondisi tertentu di dalam database. Dengan kata lain, gateway dapat mengirim SMS ke SMSSC berdasarkan trigger eksternal ataupun internal. Trigger eksternal timbul karena adanya SMS yang masuk,
sedangkan trigger internal timbul karena kondisi database itu sendiri. Pengiriman SMS akibat trigger internal dikenal dengan istilah Push SMS.[2]
Sebagaimana namanya, SMS yang berarti layanan pesan pendek, maka besar data yang dapat ditampung oleh SMS ini sangatlah terbatas. Untuk satu SMS yang dikirimkan, hanya dapat menampung paling banyak sebesar 140 bytes atau sekitar 1120 bites. Bila diubah kedalam bentuk karakter, maka untuk satu SMS hanya dapat berisi paling banyak 160 karakter untuk karakter latin, dan 70 karakter untuk karakter non-latin seperti Cina maupun Jepang. Telepon seluler yang dapat mengirimkan SMS lebih dari 160 karakter pada dasarnya bukan berarti SMS mempunyai batasan menjadi lebih dari 160 karakter. Namun, ketika ponsel mengirimkan SMS yang memiliki karakter lebih dari 160 karakter, ponsel akan memecahnya menjadi beberapa SMS kecil yang tidak lebih dari 160 karakter, kemudian ponsel penerima akan menggabung SMS-SMS tersebut menjadi SMS utuh.
Jenis data yang dapat dibawa oleh SMS antara lain:
1. Pesan Text.
2. Ringtone ponsel.
3. Gambar, dapat berupa wallpaper, logo operator, maupun animasi.
4. Konfigurasi WAP.
Beberapa alasan penggunaan SMS antara lain:
1. SMS dapat dibaca maupun dikirimkan kapanpun dan dimanapun kita berada.
2. SMS dapat dikirimkan meskipun nomer tujuan yang kita tuju sedang tidak aktif. Hal ini disebabkan SMS mempunyai masa tunggu, selama masa tunggu belum habis, SMS akan tetap terkirim meskipun terlambat.
3. SMS adalah layanan yang sudah pasti ada pada setiap ponsel. Hal ini karena SMS adalah suatu standar untuk tiap ponsel, apalagi yang berbasis GSM, jadi apapun merk dan tipe ponsel yang digunakan pasti dapat menerima dan mengirim SMS.
4. SMS tidak dapat ditolak oleh penerima. Sampai saat ini belum ada suatu cara khusus dalam ponsel yang dapat menolak SMS dari nomer tertentu.
2.1.3. Mekanisme Kerja SMS
Ketika Pelanggan mengirim SMS ke sistem, maka SMS akan masuk terlebih dahulu ke SMS Center (SMSC) operator telepon yang digunakan. SMS Center sendiri dapat diartikan sebuah server yang bertanggung jawab pada proses pengiriman SMS dalam suatu operator. Dari SMSC itu akan diambil oleh Gammu dan dimasukkan ke dalam tabel inbox, selanjutnya akan diproses oleh PHP. Pesan yang diproses dinamakan autoreply.Autoreply SMS akan di-query melalui PHP kemudian dimasukkan kedalam tabel outbox. Autoreply pada tabel outbox disalin kedalam tabel sent items. Autoreply pada tabel sen items diambil oleh gammu kembali dan dikirim ke SMSC dan selanjutnya dikirim ke handphone pelanggan.
Ketika sistem mengirim suatu SMS ke banyak nomor, SMS yang dikirimkan tidak akan langsung dikirimkan ke nomor tersebut, namun akan masuk terlebih dahulu ke SMS Center (SMSC), kemudian baru diteruskan ke nomor tujuan SMS tersebut. Bila nomor yang dituju ternyata sedang mati/offline, SMSC akan menyimpan SMS tersebut untuk sementara waktu, hingga nomor tujuan hidup kembali. Lamanya waktu penyimpanan SMS sangat tergantung dari lamanya waktu yang telah ditetapkan oleh operator untuk menyimpan SMS tersebut. Nomor yang telah menerima SMS akan mengirimkan laporan ke SMSC bahwa SMS telah diterima.
Penggunaan SMS pada rancang bangun ini yaitu ketika pelanggan mengirim SMS ke nomor tujuan maka modem GSM akan menerima SMS dari user.Apabila isi SMS berisi karakter yang sesuai dengan yang diprogram maka pintu garasi akan merespon.
2.1.4. Perangkat Komunikasi
Perangkat komunikasi disini adalah perangkat yang dapat digunakan untuk mengirim atau menerima SMS. Perangkat-perangkat tersebut dapat berupa:
Telepon seluler
Apapun merek dan tipe ponsel yang digunakan, bisa dipastikan memiliki fiturSMS, baik yang mengusung teknologi GSM maupun CDMA. Namun bukanberarti semua ponsel tersebut dapat digunakan sebagai piranti SMS gateway.Agar dapat terhubung ke komputer, ponsel harus memiliki dukungankonektifitas keperangkat lain, baik dengan kabel, bluetooth, maupun inframerah.
GSM modem
GSM modem adalah sebuah modem wireless yang bekerja dengan jaringanGSM.
Fungsi GSM modem ini hampir sama dengan modem biasa, bedanya terletak pada media yang digunakan untuk transfer data. Bila modem biasamenggunakan kabel telepon untuk transfer data, GSM modem menggunakangelombang radio sebagai medianya.
GPRS modem
GPRS modem memiliki fungsi yang mirip dengan GSM modem, perbedaanpaling mendasar pada GPRS modem adalah adanya tambahan dukunganuntuk teknologi GPRS pada transmisi datanya. Kecepatan proses SMS padaGPRS modem lebih cepat dibandingkan dengan GSM modem, selain ituGPRS modem akan sangat bermanfaat untuk mengirimkan atau menerimaMMS.[3]
2.2 Sensor
Sensor adalah detektor yang memiliki kemampuan untuk mengukur beberapa jenis kualitas fisik yang terjadi, seperti tekanan atau cahaya. Sensor kemudian akan dapat mengkonversi pengukuran menjadi sinyal bahwa seseorang akan dapat membaca. Sebagian besar sensor yang digunakan saat ini benar-benar akan dapat berkomunikasi dengan perangkat elektronik yang akan melakukan pengukuran dan perekaman. Hari ini, Anda akan dapat menemukan sensor di berbagai perangkat yang berbeda yang anda gunakan secara teratur. Layar sentuh yang ada di ponsel anda memiliki sensor, dan selain itu ada pula sensor tekanan untuk membuka pintu di pasar.
Sensor adalah bagian dari kita yang sangat umum dari kehidupan sehari- hari.Kunci utama yang sama untuk semua sensor adalah konversi: sensor, (atau
"detektor"), mendeteksi dan mengukur benda-benda fisik atau kuantitas, yang dapat beragam seperti kode identifikasi elektronik pada label yang dirancang khusus dikenal sebagai chipRFID, (di mana RFID kepanjangan dari Radio Frequency Identification), kuantitas panas dalam suatu objek, cairan atau orang, pergerakan suatu objek, orang atau hewan ke bidang elektronik dipantau visi, atau jenis percepatan suatu benda mengalami, seperti free-fall atau rotasi. Setelah pengukuran, sensor mengkonversi data yang telah diterima ke dalam sinyal atau tampilan visual
yang kemudian dapat bermakna ditafsirkan oleh salah satu agen manusia atau oleh perangkat elektronik lain. Sensor A, dengan kata lain, juga selalu transduser - perangkat yang mengkonversi salah satu bentuk energi atau stimulus ke lain.
Sensor adalah elemen sistem yang secara efektif berhubungan dengan proses dimana suatu variabel sedang diukur dan menghasilkan suatu keluaran dalam bentuk tertentu tergantung pada variabel masukannya, dan dapat digunakan oleh bagian sistem pengukuran yang lain untuk mengenali nilai variabel tersebut. sebagai contoh adalah sensor termokopel yang memiliki masukan berupa temperatur serta keluaran berupa gaya gerak listrik (GGL) yang kecil. GGL yang kecil ini oleh bagian sistem pengukuran yang lain dapat diperkuat sehingga diperoleh pembacaan pada alat ukur.[4]
Gambar 2.1 Sensor Proximity
2.2.1 Jenis-Jenis Sensor
Dalam lingkungan sistem kontrol dan robotika, sensor memberi fungsi seperti layaknya mata, pendengaran, hidung, maupun lidah yang kemudian akan diolah oleh kontrollersebagai otaknya.Berikut adalah beberapa jenis sensor yang dapat dijumpai di lapangan
Sensor proximity
Merupakan sensor atau saklar yang dapat mendeteksi adanya target jenis logam dengan tanpa adanya kontak fisik.Biasanya sensor ini tediri dari alat elektronis solid- state yang terbungkus rapat untuk melindungi dari pengaruh getaran, cairan, kimiawi, dan korosif yang berlebihan. Sensor proximity dapat diaplikasikan pada kondisi penginderaan pada objek yang dianggap terlalu kecil atau lunak untuk menggerakkan suatu mekanis saklar.Proximity Sensor atau Sensor Jarak ini adalah perangkat yang sangat berguna apabila digunakan di tempat yang berbahaya. Namun seiring dengan
perkembangan teknologi, Proximity Sensor ini telah banyak digunakan untuk mempermudah pekerjaan manusia. Bahkan, Sensor Jarak ini sudah diaplikasikan pada hampir semua jenis ponsel pintar (smartphone) zaman ini.Sensor Proximity ini umumnya digunakan untuk mendeteksi keberadaan, kedekatan, posisi dan penghitungan pada mesin otomatis dan sistem manufaktur.
Mesin-mesin yang menggunakan Sensor Proksimitas ini diantaranya adalah mesin kemasan, mesin produksi, mesin percetakan, mesin pencetakan plastik, mesin pengerjaan logam, mesin pengolahan makanan dan masih banyak lagi. Sensor ini bekerja berdasarkan jarak objek terhadap sensor.Proximity sensor terbagi dua macam, yaitu:
1. Proximity Inductive
Berfungsi untuk mendeteksi obyek besi/metal. Meskipun terhalang oleh benda non-metal, sensor akan tetap dapat mendeteksi selama dalam jarak (nilai) normal sensing atau jangkauannya. Jika sensor mendeteksi adanya besi di area sensingnya, maka kondisi output sensor akan berubah nilainya.
2. Proximity Capacitive
akan mendeteksi semua obyek yang ada dalam jarak sensingnya baik metal maupun non-metal.[5]
Sensor Magnet
Sensor Magnet atau disebut juga relai buluh, adalah alat yang akan terpengaruh medanmagnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran. Seperti layaknya saklardua kondisi (on/off) yang digerakkan oleh adanya medan magnet di sekitarnya. Biasanyasensor ini dikemas dalam bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari debu, kelembapan,asap ataupun uap.
Sensor Sinar
Sensor sinar terdiri dari 3 kategori. Fotovoltaic atau sel solar adalah alat sensor sinaryang mengubah energi sinar langsung menjadi energi listrik, dengan adanya penyinarancahaya akan menyebabkan pergerakan elektron dan menghasilkan tegangan. Demikianpula dengan Fotokonduktif (fotoresistif) yang akan memberikan perubahan tahanan(resistansi) pada sel-selnya, semakin tinggi intensitas cahaya yang
terima, maka akansemakin kecil pula nilai tahanannya. Sedangkan Fotolistrik adalah sensor yang berprinsipkerja berdasarkan pantulan karena perubahan posisi/jarak suatu sumber sinar (inframerahatau laser) ataupun target pemantulnya, yang terdiri dari pasangan sumber cahaya dan penerima.
Sensor Ultrasonik
Sensor ultrasonik bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara, dimana sensor ini menghasilkan gelombang suara yang kemudian menangkapnya kembali dengan perbedaan waktu sebagai dasar penginderaannya. Perbedaan waktu antara gelombangsuara dipancarkan dengan ditangkapnya kembali gelombang suara tersebut adalahberbanding lurus dengan jarak atau tinggi objek yang memantulkannya. Jenis objek yangdapat diindera diantaranya adalah: objek padat, cair, butiran maupun tekstil.
Sensor Suhu
Terdapat 4 jenis utama sensor suhu yang umum digunakan, yaitu thermocouple (T/C) resistance temperature detector (RTD), termistor dan IC sensor.Thermocouple pada intinya terdiri dari sepasang transduser panas dan dingin yangdisambungkan dan dilebur bersama, dimana terdapat perbedaan yang timbul antarasambungan tersebut dengan sambungan referensi yang berfungsi sebagai pembanding.Resistance Temperature Detector (RTD) memiliki prinsip dasar pada tahanan listrik darilogam yang bervariasi sebanding dengan suhu. Kesebandingan variasi ini adalah presisidengan tingkat konsisten/kestabilan yang tinggi pada pendeteksian tahanan.
Platinaadalah bahan yang sering digunakan karena memiliki tahanan suhu, kelinearan, stabilitasdan reproduksibilitas. Termistor adalah resistor yang peka terhadap panas yang biasanyamempunyai koefisien suhu negatif, karena saat suhu meningkat maka tahanan menurunatau sebaliknya. Jenis ini sangat peka dengan perubahan tahan 5% per C sehingga mampumendeteksi perubahan suhu yang kecil.
Sedangkan IC Sensor adalah sensor suhu denganrangkaian terpadu yang menggunakan chipsilikon untuk kelemahan penginderanya.Mempunyai konfigurasi output tegangan dan arus yang sangat linear.
2.2.2 Sensor Dan Aplikasinya
Touch Sensor.
Adalah jenis sensor yang akan mendeteksi ketika disentuh, ibarat kulit. Touch Sensor pada dasarnya adalah saklar yang memiliki berbagai jenis bentuk. Pada robot digunakan untuk misalnya; mendeteksi objek yang ada pada tangan robot, mencegah terjadinya tabrakan pada robot beroda, dan masih banyak lagiContoh touch sensor yang paling sederhana adalah Push Button
Light Sensor.
Sensor ini mendeteksi cahaya atau peka terhadap cahaya disekitarnya. Dengan sensor ini robot dapat mengetahui gelap dan terang suatu objek, tempat, siang atau malam.Untuk menentukan gelap dan terang suatu tempat biasa menggunakan LDR Sensor, sementara untuk keperluan Robot Pengikut Garis (Line Follower) menggunakan InfraRed Sensor.
Color Sensor.
Sama seperti light sensor atau Infra Red sensor, color sensor juga bisa mendeteksi gelap terang dengan menangkap warna hitam dan putih. Tapi selain itu, Color Sensor juga dapat mendeteksi warna lainnya seperti merah, biru, kuning, dan sebagainya. Pada aplikasinya color sensor juga bisa digunakan untuk membuat robot Line Follower, bahkan yang lebih canggih, yaitu: dapat mengikuti garis dengan warna yang lebih spesifik.
Distance Sensor.
Adalah jenis sensor yang digunakan untuk mendeteksi objek dengan cara mengukur jarak objek tersebut. Sensor ini bisa mengukur jarak dengan sangat akurat.
Dalam robot, Distance Sensor berguna sebagai mata. Robot dapat melihat objek didepannya dengan sensor ini. Contoh Distance Sensor yang paling sering digunakan adalah Ultrasonic sensor. Cara kerjanya sama persis seperti mulut dan telinga pada kelelawar.
Sound Sensor.
Mendeteksi suara disekitar robot, fungsinya tentu saja seperti telinga. Melalui program sensor ini bisa membedakan suara yang nyaring, suara yang tidak nyaring, dan hening. Intensitasnya bisa kita atur manual, atau melalui program, tergantung
jenis Sound Sensor yang dipakai. Bahkan untuk jenis Voice Recognition, itu bisa diprogram untuk mendengar kata (bahasa) yang digunakan manusia.
Gas Sensor.
Berfungsi untuk mendeteksi berbagai jenis gas atau asap yang ada disekitar.
Seperti hidung pada manusia, dapat membedakan yang mana gas yang biasa mana gas yang berbahaya. Contoh penerapan gas Sensor adalah untuk robot penjinak Bom, atau robot GreenBird.
Temperatur Sensor.
Sama seperti kulit yang dapat merasakan panas dan dingin. Dengan temperatur sensor robot dapat mengenali suhu yang ada disekitarnya
Balance Sensor.
Biasa digunakan untuk membuat robot tetap seimbang. Mengetahui kemiringan, dan membantu bangun saat robot terjatuh.[6]
2.3 Motor Listrik
Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.
Begitu juga dengan sebaliknya yaitu alat untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik yang biasanya disebut dengan generator atau dynamo. Pada motor listrik yang tenaga listrik diubah menjadi tenaga mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnet. Sebagaimana yang telah kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senamaakan tolak menolak dan kutub yang tidak senama akan tarik menarik. Dengan terjadinya proses ini maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap.
2.3.1 Motor DC
Motor arus searah (Motor DC) telah ada selama lebih dari seabad. Keberadaan motor DC telah membawa perubahan besar sejak dikenalkan motor induksi, atau terkadang tersebut AC shunt motor. Motor DC telah memunculkan silicon controller rectifier yang digunakan untuk memfasiitasi control kecepatan pada motor. Mesin listrik dapat berfungsi sebagai motor listrik apabila didalam motor listrik tersebut
terjadi proses konversi energy listrik menjadi energy mekanik. Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energy listrik menjadi energy mekanik. Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan jangkar dan kumparan medan untuk diubah menjadi energy mekanik. Pada motor DC kumparan medan disebut startor (bagian yang berputar). Motor DC sering dimanfaatkan sebagai penggerak pintu bergeser otomatis dan dalam rangkaian robot sederhana. Motor DC memiliki fungsi yang sangat banyak dalam kehidupan sehari- hari dan dalam kehidupan dunia industry.Motor DC memudahkan pekerjaan sehingga proses industry dapat berjalan efisien. Semakin banyak industry yang berkembang maka akan semakin banyak mesin yang digunakan. Semakin banyak mesin yang digunakan, maka semakin banyak penggunaan motor DC.
Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan,dll. Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer, bor listrik, fan angin) dan di industri. Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri. Motor arus searah adalah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus searah menjadi tenaga gerak, tenaga gerak tersebut berupa putaran dari pada rotor. Motor arus searah pada jaman dahulu (sebelum di kenal menghasilkan tenaga mekanik berupa kecepatan atau berputaran).
Gambar 2.2 Motor DC
2.3.2 Kegunaan Motor DC
Dalam kehidupan sehari-hari di gunakan pada a. Motor Stator Mobil
b. Tape Recorder
c. Pada Mainan Anak-Anak.
Dalam bidang industry dan pabrik, digunakan pada a. Traksi.
b. Elevator.
c. Conveyer.
d. Tram listrik
e. Untuk menggerakan mesin-mesin produksi di pabrik.
2.3.3 Prinsip Kerja Motor DC
Motor listrik arus searah merupakan suatu alat yang berfungsi mengubah daya listrik arus searah menjadi daya mekanik. Motor listrik arus searah mempunyai prinsip kerja berdasarkan percobaan Lorents yang menyatakan.“Jika sebatang penghantar listrik yang berarus berada di dalam medan magnet maka pada kawat penghantar tersebut akan terbentuk suatu gaya”. Gaya yang terbentuk sering dinamakan gaya Lorents.[7]
2.4 Mikrokontroler
Mikrokontroller adalah sebuah system computer fungsional dalam sebuah chip.
Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau keduanya), dan perlengkapan input-outnput. Mikrokontroller adalah salah satu dari bagian dasar dari suatau system computer. Meskipun mempunyai bentuk jauh lebih kecil dari suatu computer pribadi dan computer miniframe, mikrokontroller di bangun dari elemen-elemen dasar yang sama. Secara sederhana computer menghasilkan output spesifik berdasarkan inputan yang di terima dan di program yang di kerjakan.
Mikrokontroler ada pada perangkat elektronik juga dipakai untuk keperluan mengendalikan robot. Baik robot mainan, maupun robot industry. Mikrokontroller juga di gunakan didalam produk dan alat yang di kendalikan secara otomatis, seperti system control mesin, remote control, mesin kantor, peralatan rumah tangga, alat berat, dan mainan. Dengan mengurangi ukuran, biaya, dan konsumsi tenaga di bandingkan dengan mendesain menggunakan mikroprosesor memori, dan alat input
output yang terpisah, kehadiran mikrokontroller membuat control elektrik untuk berbagai proses menjadi lebih ekonomis. [8]
Beberapa fitur yang umumnya ada di dalam mikrokontroller adalah sebagai berikut:
1. ROM (Read Only Memory)ROM berfungsi untuk tempat penyimpanan variable. Memori ini bersifatvolatile yang berarti akan kehilangan semua datanya jika tidak memdapatcatu daya.
2. RAM (Random Access Memory) RAM digunakan oleh mikrokontroler untuk tempat penyimapan program yangakan diberikan oleh user.
3. Register Merupakan tempat penyimpanan nilai – nilai yang akan digunakan dalamproses yang telah disediakan oleh mikrokontroler.
4. Special Function RegisterMerupakan register khusus yang berfungsi untuk mengatur jalanyamikrokontroler. Register ini terletak pada RAM.5.Input dan Output Pin4
5. Pin input adalah bagian yang berfungsi sebagai penerima signal dari luar, pinini dapat dihubungkan ke berbagai media inputan seperti keypad, sensor, dan sebagainya. Pin output adalah bagian yang berfungsi untuk mengeluarkansignal dari hasil proses algoritma mikrokontroler.
6. Interupt-Interupt adalah bagian mikrokontroler yang berfungsi sebagai bagian yangdapat melakukan interupsi, sehinga ketika program utama sedang berjalan,program utama tersebut dapat di interupsi dan menjalankan program instrupsiterlebih dahulu.
Rata-rata mikrokontroler memiliki instruksi manipulasi bit, akses ke I/Osecara langsung dan mudah, dan proses interupt yang cepat dan efisien. Dengan katalain mikrokontroler adalah “Solusi satu Chip” yang secara drastis mengurangi jumlahkomponen dan biaya disain
2.4.1 Mikrokontroler ATMega
Seluruh mikrokontroler yang diimplementasikan pada produk arduino menggunakan Atmega keluaran AVR. Salah satunya, seri Atmega328 dengan sejumlah fitur di antaranya On-Chip System Debug, 5 ragam tidur (Mode Sleep), 6
Saluran ADC yang mendukung reduksi derau, ragam hemat daya (Power-Save Mode, Power-Down), dan ragam siaga (standby mode).
Mikrokontroler Atmega328 paling umumnya, nano, dll. Sedangkan Atmega arduino uno, Duemilanove, Nano, dll. Sedangkan Atmega 1280 dipakai pada tipe arduino mega. Baik Atmega 328 maupun Atmega 1280, keduanya juga menggunakan kristal 16 Mhz sebagai pembangkit clock. Keduanya juga memiliki blok memori flash untuk menyimpan instruksi program, SRAM untuk menyimpan variabel data sementara, dan EESPROM sebagai media penyimpanan data yang tetap tersimpan meskipun mikrokontroler dalam kondisi tidak dicatu. [9]
ATmega328 adalah mikrokontroller keluaran dari atmelyang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang dimana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer). Beberapa fitur ATMEGA328 yaitu :
a) Memiliki 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock dan 32 x 8-bit register serba guna dengan kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.
b) Memiliki 32 KB Flash memory, 2 KB SRAM (Static Random Access Memory) dan 1 KB EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebagai tempat penyimpanan data semi permanent.
c) Memiliki 14 pin I/O digital, 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.
d) Master / Slave SPI Serial interface.
Mikrokontroller ATmega 328 memiliki arsitektur Harvard, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism Instruksi – instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program. Konsep inilah yang memungkinkan instruksi – instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock. 32 x 8-bit register serba guna digunakan untuk mendukung operasi pada ALU (Arithmatic Logic unit) yang dapat dilakukan dalam satu siklus. 6 dari register serbaguna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada mode pengalamatan tidak langsung untuk mengambil data pada ruang memori data. Ketiga register pointer 16-bit ini disebut
dengan register X (gabungan R26 dan R27), register Y ( gabungan R28 dan R29 ), dan register Z ( gabungan R30 dan R31 ).
Hampir semua instruksi AVR memiliki format 16-bit. Setiap alamat memori program terdiri dari instruksi 16-bit atau 32-bit. Selain register serba guna di atas, terdapat register lain yang terpetakan dengan teknik memory mapped I/O selebar 64 byte. Beberapa register ini digunakan untuk fungsi khusus antara lain sebagai register control Timer/ Counter, Interupsi, ADC, USART, SPI, EEPROM, dan fungsi I/O lainnya. Register – register ini menempati memori pada alamat 0x20h – 0x5Fh. [10]
2.4.2 Konfigurasi ATMega328
Gambar 2.3Konfgurasi Pin Mikrokontroler ATmega328
Konfigurasi pin ATMega328 dengan kemasan 28 pin DIP (Dual Inline Package) dapat dilihat pada gambar di atas. Dari gambar di atas dapat dijelaskan fungsi dari masing-masing pin ATMega328 sebagai berikut : ATMega328 memiliki 3 buah PORT utama yaitu PORTB, PORTC, dan PORTD dengan total pin input/output sebanyak 23 pin. PORT tersebut dapat difungsikan sebagai input/output digital atau difungsikan sebagai periperal lainnya
1. Port B
Port B merupakan jalur data 8 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output.
Selain itu PORTB juga dapat memiliki fungsi alternatif seperti di bawah ini.
a. ICP1 (PB0), berfungsi sebagai Timer Counter 1 input capture pin.
b. OC1A (PB1), OC1B (PB2) dan OC2 (PB3) dapat difungsikan sebagai keluaran PWM (Pulse Width Modulation).
c. MOSI (PB3), MISO (PB4), SCK (PB5), SS (PB2) merupakan jalur komunikasi SPI. Selain itu pin ini juga berfungsi sebagai jalur pemograman serial (ISP).
d. TOSC1 (PB6) dan TOSC2 (PB7) dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk timer.
e. XTAL1 (PB6) dan XTAL2 (PB7) merupakan sumber clock utama mikrokontroler.
2. Port C
Port C merupakan jalur data 7 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output digital. Fungsi alternatif PORTC antara lain sebagai berikut.
b. ADC6 channel (PC0,PC1,PC2,PC3,PC4,PC5) dengan resolusi sebesar 10 bit.
ADC dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupategangan analog menjadi data digital
c. I2C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada PORTC. I2C digunakan untuk komunikasi dengan sensor atau device lain yang memiliki komunikasi data tipe I2C seperti sensor kompas,accelerometer nunchuck.
3. Port D
Port D merupakan jalur data 8 bit yang masing-masing pin-nya juga dapat difungsikan sebagai input/output. Sama seperti Port B dan Port C, Port D juga memiliki fungsi alternatif dibawah ini.
a. USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi serial dengan level sinyal TTL. Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data serial, sedangkan RXD kebalikannya yaitu sebagai pin yang berfungsiuntuk menerima data serial.
b. Interrupt (INT0 dan INT1) merupakan pin dengan fungsi khusus sebagai interupsi hardware. Interupsi biasanya digunakan sebagai selaan dari program, misalkan pada saat program berjalan kemudian terjadi interupsihardware/software maka program utama akan berhenti dan akanmenjalankan program interupsi.
c. XCK dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk USART,namun kita juga dapat memanfaatkan clock dari CPU, sehingga tidak perlu membutuhkan external clock.
d. T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counter external untuk timer 1 dan 0.
e. AIN0 dan AIN1 keduanya merupakan masukan input untuk analog comparator.
2.4.3 Memori ATMega328
ATmega328 memiliki 32 KB flash memori untuk menyimpan kode, juga 2 KB yang digunakan untuk bootloader. ATmega328 memiliki 2 KB untuk SRAM dan 1 KB untuk EEPROM.
2.4.4 Komunikasi Serial ATMega328
Atmega328 menyediakan komunikasi serial UART TTL (5V) yang tersedia di pin 0 (RX) dan pin 1 (TX). Sebuah chip FTDI yang terdapat pada board berfungsi menterjemahkan bentuk komunikasi ini melalui USB dan akan tampil sebagai Virtual Port di komputer. Pada mikrokontroler Atmega328 Software (IDE) terdapat monitor serial yang memudahkan data textual untuk dikirim menuju mikrokontroler atau keluar dari mikrokontroler. Lampu led TX dan RX akan menyala berkedip- kedip ketika ada data yang ditransmisikan melalui chip FTDI USB to Serial via kabel USB ke komputer. Untuk menggunakan komunikasi serial dari digital pin, gunakan Software Serial library. Chip ATmega328 juga mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Di dalam Arduino Software (IDE) sudah termasuk Wire Library untuk memudahkan anda menggunakan bus I2C. Untuk menggunakan komunikasi SPI, gunakan SPI library.[11]
2.5 USB
USB (Universal Serial Bus) disingkat USB adalah seperangkat Interface untuk komunikasi data serial antara berbagai Device dan Peripheral pada suatu system elektronik. Pada saat ini USB menjadi suatu standar komunikasi data serial yang menggantikan komunikasi data serial RS232. Keuntungan penggunaan USB adalah fleksibel digunakan, transfer data yang cepat dan andal, kmunikasi daya rendah dan biaya murah.
Topologi USB berbentuk Star/Bintang. Pada topologi star terdapat Hub yang terhubung dengan berbagai Device/Peripheral. Jumlah peripheral pada setiap koneksi Star dapat bervariasi tergantung Konfigurasi. Dengan jumlah topologi Star, jumlah peripheral/Device yang terhubung ke computer host dapat mencapai maksimum 127 buah.
Host adalah Komputer Desktop (PC)/ Laptop yang mengendalikan aktivitas komunikasi data serial. Peripheral atau Device bekerja/beroperasi berdasarkan Command/Perintah dari Host. Hub berfungsi sebagai Bridge atau Jembatan yang menghubungkan komunikasi dua arah antara Host dengan Peripheral/Device.
Secara fisik USB Device dapat terdiri dari beberapa Logical Sub Device yang disebut dengan device Function. Spesifikasi USB mengenal 2 jenis peripheral yaitu:
Single Function Device (Stan Alon), contoh USB Mouse, USB Keyboard
Compound Device ,contoh Kamera Video yang mempunyai audio prosesor terpisah.
Hubungan logic antara Host dengan berbagai peripheral/Device disebut dengan
“Pipe”dan komunikasi bersifat satu arah (Unidirectional), yaitu dari Peripheral/
Device ke Host (Upstream) atau arah sebaliknya (Downstream). Secara fisik, port USB pada computer Desktop (PC)/Laptop terintegrasi menjadi satu dengan MotherBoard.
2.5.1 Downloader (USB ASP)
Untuk memasukkan kode-kode kedalam mikrokontroler membutuhkan pirati tambahan yang disebut sebagai downloader, Fungsi utama dari downloader adalah mengupload kode-kode yang telah dibuat kedalam mikrokontroler, kelebihan dari donwloader ini adalah pada saat menguploadprogram lebih cepat dari yang biasanya karena menggunakan komunikasi serial SPI yang terdiri dari 3 data Mosi, Miso Dan SCK.[12]
Gambar 2.4 Downloader (USB Asp)
2.6. CPU
Unit pengelolah pusat (central processing unit/CPU) merupakan jantung dari setiap system mikroprosesor atau mikrokomputer dan dengan sendirinya, pengoperasiannya sangat vital bagiseluruh system. Fungsi primer dari mikroprosesor adalah mengambil, men-dekode, dan mengeksekusi intruksi-intruksi yang tersimpan secara residen dalam memori karena itu, mikrokoprosesor harus mampu memindahkan data memori eksternal ke dalam register-register internalnya dan sebaliknya.lebih jauh lagi, mikroprosesor harus bekerja dengan cara yang dapat diprediksi, membedakan, sebagai contoh, antara suatu operasi yang dimuat dalam sebuah intruksi dan setiap alamat lokasi memori baca/tulis yang menyertainyam sebagai tambahan, beragam tugas housekeeping system harus di laksanakan termasuk di antaranya menanggapi permintaan interrupt dari perangkat-perangkateksternal.
Bagian-bagian utama dariCPU mikroprosesor adalah :
a. Register untuk menyimpan sementara alamat-alamat dan data-data
b. Unit logika aritmatika (arithmetic logic unit/ALU) yang melaksakan operasi operasi aritmatika dan logika
c. Suatu sarana untuk mengontrol dan mengatur pewaktuan operasi-operasi dalamsystem. [13]
2.7. Daya
Mikrokontroler Atmega 328 dapat diaktifkan dengan catu daya eksternal.
Adaptor ini dapat dihubungkan dengan menancapkan plug positif 2.1mm ke colokan listrik. Dari baterai dapat dimasukan dalam Gnd dan Vin pin header dari konektor power. Mikrokontroler Atmega 328 ini dapat beroperasi pada pasokan tegangan eksternal 6 sampai 20 volt. Jika diberikan dengan kurang dari 7 volt, pin yang keluaran 5 volt mungkin pasokannya kurang dari 5 volt dan mikrokontroler Atmega 328 mungkin tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12 volt, regulator tegangan bisa panas dan merusak IC mikro. Kisaran yang disarankan adalah 7-12 volt.Pin sumber daya dalam mikrokontroler Atmega 328 ini adalah sebagai berikut :
a) VIN Tegangan masukan pada mikrokontroler Atmega 328 menggunakan sumber daya eksternal.
b) 5V Catu daya 5 volt ini digunakan untuk daya mikrokontroler dan komponen lainnya pada boardmikrokontroler Atmega 328. Hal ini dapat terjadi dilakukan dari pin VIN melalui regulator on-board, atau melalui port USB atau sumber tegangan lainnya seperti adaptor.
c) GND : Pin ground.[14]
2.8 Power Supply
Power supply merupakan komponen yang menyebabkan komputer bisa bekerja karena arus listrik yang mengalir. Power supply berfungsi memberikan tenaga atau daya listrik agar semua komponen komputer bisa beroperasi [15]
2.8.1 Adaptor
Adaptor Power Supply adalah sebuah yang digunakan untuk menurunkan tegangan listrik dan merubah tegangan listrik AC (Alternating Current) yang besar menjadi tegangan DC (Direct Current) yang kecil. Pada saat ini ada banyak rangkaian adaptor yang canggih. Misalnya : Dari tegangan 220v AC menjadi tegangan 5 VDC, 9 VDC, atau 12 VDC . Adaptor power supply dapat dilihat pada gambar 2.20.
2.8.2 Prinsip Kerja Adaptor
Adaptor power supply dibuat untuk menggantikan fungsi baterai atau accu agar lebih ekonomis. Adaptor power supply ada yang dibuat sendiri, tetapi ada yang dibuat dijadikan satu dengan rangkaian lain. Pada dasarnya semua jenis adaptor ini memiliki prinsip kerja yang sama.[3]
Terdapat 2 jenis adaptor berdasarkan sistem kerjanya, adaptor sistem trafo step down dan adaptor sistem switching. Dalam prinsip kerjanya kedua sistem adaptor tersebut berbeda, adaptor stepdown menggunakan teknik induksi medan magnet, komponen utamanya adalah kawatemail yang di lilit pada teras besi, terdapat 2 lilitan yaitu lilitan primer dan lilitanskunder, ketika listrik masuk kelilitan primer maka akan terjadi induksi pada kawatemail sehingga akan terjadi gaya medan magnet pada teras besi kemudian akanmenginduksi lilitan skunder.Sedangkan sistem switching menggunakan teknik transistor maupun IC switching, adaptor ini lebih baik
dari pada adaptor teknik induksi, tegangan yang di keluarkan lebih stabil dan komponennya suhunya tidak terlalu panas sehinggamengurangi tingkat resiko kerusakan karena suhu berlebih, biasanya regulator ini digunkan pada peralatan elektronik digital.[16]
2.9 Modul SIM800L
Modul GSM SIM800L adalah modul GSM yang bisa untuk project mikrokontroler seperti monitoring melalui SMS, menyalakan atau mengendalikan saklar listrik melalui SMS dan sebagainya. Modul GSM ini juga dapat berfungsi sebagai SMS gateway apabila dihubungkan dengan mikrokontroler.
Spesifikasi Modul GSM SIM800L : a. Operasi tegangan: 3.7 ~ 4.2V.
b. Ukuran modul: 2.2cmx1.8cm.
c. TTL port serial dapat digunakan dengan link langsung ke mikrokontroler.
d. Tidak memerlukan MAX232.
e. Power pada modul otomatis boot secara otomatis mencari jaringan
f. OnMboard lampu sinyal (dengan sinyal lampu kilat perlahan, tidak ada flash sinyal cepat).[17] .
Modul SIM800L GSM/GPRS adalah bagian yang berfungsi untuk berkomunikasi antara pemantau utama dengan Handphone. ATCommand adalah perintah yang dapat diberikan modem GSM/CDMA seperti untuk mengirim dan menerima data berbasis GSM/GPRS atau mengirim dan menerima SMS.SIM800L GSM/GPRS dikendalikan melalui perintah AT. AT+Command adalah sebuah kumpulan perintah yang digabungkan dengan karakter lain setelah karakter „AT‟ yang biasanya digunakan pada komunikasi serial. Dalam penelitian ini ATcommand digunakan untuk mengatur atau memberi perintah modul GSM/CDMA. Perintah ATCommand dimulai dengan karakter “AT” atau “at” dan diakhiri dengan kode (0x0d). Modem GSM merupakan sebuah perangkat elektronik yang berfungsi sebagai alat pengirim dan penerima pesan SMS. Tergantung dari tipenya, tapi umumnya alat ini berukuran cukup kecil, ukuran sama dengan pesawat telepon seluler GSM. Sebuah modem GSM terdiri dari beberapa bagian, di antaranya adalah lampu indikator, terminal daya, terminal kabel ke komputer, antena dan untuk meletakkan kartu SIM.
Gambar 2.5 Modul SIM800L Keterangan PinOut :
• ANTENA : Antena
• VCC : tegangan masukan 3.7 – 4.2Vdc
• RESET : Reset
• RX : Rx Data Serial
• TX : Tx Data Serial
• GND : Ground
• RING : ketika ada telp masuk
• DTR
• MIC + : ke microphone kutub +
• MIC – : ke microphone kutub –
• Speaker + : ke speaker atau amplifier kutub +
• Speaker – : ke speaker atau amplifier kutub –
• Micro Sim (Kartu GSM)[6]
Modul ini memiliki ukuran kompak dan konsumsi arus yang rendah serta tegangan kerja 3,5 V – 4,2 V. Modul ini mendukung quad-band GSM/GPRS jaringan, tersedia untuk GPRS dan SMS pesan transmisi remote data. Frekuensi quad-bandnya berkisar 850/900/1800/1900MHz. Modul ini dapat mengirim danmenerima pesan SMS.
2.10. Module Stepdown LM 2596
Modul stepdown lm2596 adalah modul yang memiliki IC LM2596 sebagai komponen utamanya. IC LM2596 adalah sirkuit terpadu / integrated circuit yang berfungsi sebagai Step-Down DC converter dengan current rating 3A. Terdapat beberapa varian dari IC seri ini yang dapat dikelompokkan dalam dua kelompok yaitu versi adjustable yang tegangan keluarannya dapat diatur, dan versi fixed voltage output yang tegangan keluarannya sudah tetap / fixed
Terdapat beberapa varian dari IC seri ini yang dapat dikelompokkandalam dua kelompok: versi adjustable yang tegangan keluarannya dapat diatur, dan versi fixed voltageoutput yang tegangan keluarannya sudah tetap
1. Memiliki keluaran yang tetap 5 Volt.
2. Tegangan keluaran dapat diatur sesuai dengan keinginan, dengan rentang tegangan keluaran antara1.23V sampai 37V.
3. Menghasilkan arus keluaran maksimal sebesar 3A.
4. Rentang tegangan input hingga 40V.
5. Frekuensi internal osilator sebesar 150 kHz.
Gambar 2.6Module Stepdown LM2596.
2.11. Modul L298
L298 adalah komponen elektronik yang dipergunakan untuk mengontrol arah putaran motor DC. Satu buah L298 bisa dipergunakan untuk mengontrol dua buah motor DC. Selain bisa dipergunakan untuk mengontrol arah putaran motor DC, L298 ini pun bisa dipergunakan sebagai driver motor Stepper bipolar. IC driver L298 memiliki kemampuan menggerakkan motor DC sampai arus 2A dan tegangan maksimum 40 volt DC untuk satu kanalnya. Pin enable A dan B untuk mengendalikan jalan atau kecepatan motor, pin input 1 sampai 4 digunakan untuk mengendalikan arah putaran. Pin output pada IC L298 13 dihubungkan kemotor DC yang sebelumnya melalui dioda yang disusun secara H-bridge. Pengaturan kecepatan motor digunakan teknik PWM (pulse width modulation) yang diinputkan dari mikrokontroler melalui pin Enable. PWM untuk kecepatan rotasi yang bervariasi level highnya.
Driver motor L298N merupakan module driver motor DC yang paling banyak digunakan atau dipakai di dunia elektronika yang difungsikan untuk mengontrol kecepatan serta arah perputaran motor DC.IC L298 merupakan sebuah IC tipe H-
bridge yang mampu mengendalikan beban-beban induktif seperti relay, solenoid, motor DC dan motor stepper.Pada IC L298 terdiri dari transistor-transistor logik (TTL) dengan gerbang nand yang berfungsi untuk memudahkan dalam menentukan arah putaran suatu motor dc maupun motor stepper. Untuk dipasaran sudah terdapat modul driver motor menggunakan ic l298 ini, sehingga lebih praktis dalam penggunaannya karena pin I/O nya sudah terpackage dengan rapi dan mudah digunakan.Kelebihan akan modul driver motor L298N ini yaitu dalam hal kepresisian dalam mengontrol motor sehingga motor lebih mudah untuk dikontrol.
Gambar 2.7Pin out driver L298 Keterangan :
Enable A : berfungsi untuk mengaktifkan bagian output motor A
Enable B : berfungsi untuk mengaktifkan bagian output motor B
Jumper 5vdc : sebagai mode pemilihan sumber tegangan 5Vdc, jika tidak dijumper maka akan ke mode sumber tegangan 12 Vdc
Control Pin : Sebagai kendali perputaran dan kecepatan motor yang
2.12. Limit Switch
Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang berfungsi menggantikan tombol. Prinsip kerja Limit switch sama seperti saklar Push ON yaitu hanya akan menghubung pada saat katupnya ditekan pada batas penekanan tertentu yang telah di tentukan dan akan memutus saat katup tidak ditekan. Limit switch termasuk dalam kategori sensor mekanis yaitu sensor yang akan memberikan perubahan elektrik saat terjadi perubahan mekanik pada sensor tersebut. Penerapan dari limit switchadalah sebagai sensor posisi suatu benda (objek) yang bergerak.
Gambar 2.7 Limit Switch
Limit Switch (saklar pembatas) adalah saklar atau perangkat elektromekanis yang mempunyai tuas aktuator sebagai pengubah posisi kontak terminal (dari Normally Open/ NO ke Close atau sebaliknya dari Normally Close/ NC ke Open).
Posisi kontak akan berubah ketika tuas aktuator tersebut terdorong atau tertekan oleh suatu objek. Sama halnya dengan saklar pada umumnya, limit switch juga hanya mempunyai dua kondisi, yaitu menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik.
Dengan kata lain hanya mempunyai kondisi ON atau OFF.
Namun sistem kerja limit switch berbeda dengan saklar pada umumnya, jika pada saklar umumnya sistem kerjanya akan diatur/ dikontrol secara manual oleh manusia (baik diputar atau ditekan). Sedangkan limit switch dibuat dengan sistem kerja yang dikontrol oleh dorongan atau tekanan (kontak fisik) dari gerakan suatu objek pada aktuator, sistem kerja ini bertujuan untuk membatasi gerakan ataupun mengendalikan suatu objek/ mesin tersebut, dengan cara memutuskan atau menghubungkan aliran listrik yang melalui terminal kontaknya. [18]
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1. Diagram Blok Sistem
REGULATOR LM2596
TOMBOL MANUAL LIMIT SWITCH MODUL SIM 800L
DRIVER L298 MOTOR DC ADAPTOR
A T M E G A 328
REGULATOR 7805
SENSOR PROXIMITY
GARASI HP
Gambar 3.1 Diagram blok
3.1.1 Fungsi Setiap Blok
1. SIM800L berfungsi mengolah data dari modul SIM memberikan perintah untuk membuka pintu garasi.
2. Limit Switch berfungsi untuk mengendalikan buka tutup pintu garasi
3. Tombol manual berfungsi untuk menutup dan membuka pintu secara manual 4. Sensor proximty berfungsi sebagai pendeteksi objek
5. Atmega328 berfungsi sebagai pemroses, penerima dan pengirim data
6. Motor DC (outputnya) berfungsi sebagai motor penggerak naik turun pintu garasi
7. Driver L298 sberfungsi untuk menjalankan motor DC 8. Garasi sebagai prototype
9. Hp berfungsi sebagai pengirim pesan
Pada diagram blok diatas rangkaian seluruh system disupply oleh adaptor. HP berfungsi untuk mengirim pesan ke SIM800L. Sim800l, Limit Switch dan tombol manul mengirim data ke mikrokontroler kemudian data tersebut di olah dan diterima oleh driver L298. Driver L298 berfungsi untuk menggerakkan motor DC.Selanjutnya Sensor proximity mengirim data ke mikrokontroler untuk mendeteksi objek.
ATmega328 disini menjadi pusat pengontrol, artinya mikrokontroler ini menjadi otak dari semua sistem. Motor DC disini merupakan penggerak motor yang akan menarik pintu garasi.
3.2 Perancangan Elektrical
3.2.1 Rangkaian Mikrokontroler Atmega328
Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroler Atmega328
Dari gambar 13. Dapat dilihat mikrokontroler AT Mega 238 memiliki 28 pin.
Berikut akan dijelaskan fungsi dari masing-masing kaki Atmega238.
• VCC : Merupakan supply tegangan digital.
• GND : Merupakan ground untuk semua komponen yang membutuhkan grounding.
• Port B (PB7...PB0)
Didalam Port B terdapat XTAL1, XTAL2, TOSC1, TOSC2. Jumlah Port B adalah 8 buah pin, mulai dari pin B.0 sampai dengan B.7. Tiap pin dapat digunakan sebagai input maupun output. Port B merupakan sebuah 8-bit bi- directional I/O dengan internal pull-up resistor. Sebagai input, pin-pin 7 yang terdapat pada port B yang secara eksternal diturunkan, maka akan mengeluarkan
arus jika pull-up resistor diaktifkan. Khusus PB6 dapat digunakan sebagai input Kristal (inverting oscillator amplifier) dan input ke rangkaian clock internal, bergantung pada pengaturan Fuse bit yang digunakan untuk memilih sumber clock. Sedangkan untuk PB7 dapat digunakan sebagai output Kristal (output oscillator amplifier) bergantung pada pengaturan Fuse bit yang digunakan untuk memilih sumber clock. Jika sumber clock yang dipilih dari oscillator internal, PB7 dan PB6 dapat digunakan sebagai I/O atau jika menggunakan Asyncronous Timer/Counter2 maka PB6 dan PB7 (TOSC2 dan TOSC1) digunakan untuk saluran input timer.
• Port C (PC5…PC0)
Port C merupakan sebuah 7-bit bi-directional I/O port yang di dalam masingmasing pin terdapat pull-up resistor. Jumlah pin nya hanya 7 buah mulai dari pin C.0 sampai dengan pin C.6. Sebagai keluaran/output port C memiliki karakteristik yang sama dalam hal menyerap arus (sink) ataupun mengeluarkan arus (source).
• RESET/PC6
Jika RSTDISBL Fuse diprogram, maka PC6 akan berfungsi sebagai pin I/O. Pin ini memiliki karakteristik yang berbeda dengan pin-pin yang terdapat pada port C lainnya. Namun jika RSTDISBL Fuse tidak diprogram, maka pin ini akan berfungsi sebagai input reset. Dan jika level tegangan yang masuk ke pin ini rendah dan pulsa yang ada lebih pendek dari pulsa 8 minimum, maka akan menghasilkan suatu kondisi reset meskipun clock-nya tidak bekerja.
• Port D (PD7…PD0)
Port D merupakan 8-bit bi-directional I/O dengan internal pull-up resistor.
Fungsi dari port ini sama dengan port-port yang lain. Hanya saja pada port ini tidak terdapat kegunaan-kegunaan yang lain. Pada port ini hanya berfungsi sebagai masukan dan keluaran saja atau biasa disebut dengan I/O.
• AVcc
Pin ini berfungsi sebagai supply tegangan untuk ADC. Untuk pin ini harus dihubungkan secara terpisah dengan VCC karena pin ini digunakan untuk analog saja. Bahkan jika ADC pada AVR tidak digunakan tetap saja disarankan untuk
menghubungkannya secara terpisah dengan VCC. Jika ADC digunakan, maka AVcc harus dihubungkan ke VCC melalui low pass filter.
• AREF : Merupakan pin referensi jika menggunakan ADC 3.2.2 Rangkaian Sensor Proximity
Sensor proximity adalah alat mendeteksi yang dapat mendeteksi adanya target jenis logam maupun non logam dengan tanpa adanya kontak fisik.
Gambar 3.3.Rangkaian sensor proximity
Dari gambar di atasPin out terhubung ke Pin 4 (PD2) pada mikrokontroler yang berfungsi untuk mendeteksi mobil yang masuk kegarasi. Dalam mikrokontroler tersebut data akan diolah sehingga pintu garasi dapat tertutup saat sensor terdeteksi oleh mobil atau objek yang lain.
3.2.3 Rangkaian SIM800L
Gambar 3.4 Rangkaian sim800l
Dari gambar diatas pin TX dan RX terhubung ke mikrokontroler yang berfungsi untuk pengiriman datadan penerima pesan dari user.Untuk menghidupkan modul ini dibutuhkan tegangan khusus yang harus diatur lagi melalui DC to DC Stepdown Converter, yang menurunkan tegangan menjadi 3,4 - 4,4Volt.
