UNIVERSITAS INDONESIA
SISTEM ALARM KEBAKARAN TERINTEGRASI
BERBASIS INTERNET PROTOCOL
SKRIPSI
ARIEF ROSSENO 070619456
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM FISIKA
DEPOK NOVEMBER 2011
UNIVERSITAS INDONESIA
SISTEM ALARM KEBAKARAN TERINTEGRASI
BERBASIS INTERNET PROTOCOL
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana
sains
ARIEF ROSSENO 070619456
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM FISIKA
DEPOK NOVEMBER 2011
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS
Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk
telah saya nyatakan dengan benar.
Nama : Arief Rosseno
NPM : 0706196456
Tanda Tangan :
LEMBAR PENGESAHAN
Skripsi ini diajukan oleh: Nama : Arief Rosseno NPM : 0706196256 Program Studi : Fisika
Judul Skripsi : Sistem Alarm Kebakaran Berbasis Internet Protokol
Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Indonesia.
DEWAN PENGUJI
Pembimbing : Dr.rer.nat Martarizal ( )
Penguji 1 : Dr. B.E.F Da Silva, M.Sc ( )
Penguji 2 : Lingga Hermanto, M.Si ( )
Ditetapkan di : Depok
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan segala nikmat serta rahmatNya sehingga skripsi dapat selesai tepat waktu. Laporan skripsi ini dibuat sebagai salah satu persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Sains Jurusan Fisika pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia.
Saya menyadari bahwa, tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, dari masa perkuliahan sampai pada penyusunan skripsi ini, sangatlah sulit bagi saya untuk menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu, saya mengucapkan terima kasih kepada:
1) Dr.rer.nat. Martarizal, selaku dosen pembimbing yang telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan saya dalam penyusunan skripsi ini;
2) Prof.Dr. B.E.F. Da Silva, M.Sc dan Lingga Hermanto, M.Si selaku penguji 1 dan 2, yang telah memberikan masukan dan saran dalam menyempurnakan skripsi ini;
3) Dr. Santoso S, Dr. Syamsu Rosyid, Dr. Imam Fahcrudin yang telah memberikan kesempatan untuk melaksanakan skripsi di Departemen Fisika;
4) Papa, Mama, Uda, Ayuk, Bang Bob, Indah dan Euis yang telah memberikan bantuan dukungan doa, material dan moral;
5) Sdr Dody Bayu, Ela, Atom, Agus, Ilham, Slamet, Mas Budi, Hendro, yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan skripsi ini;
6) Seluruh dosen di Departemen Fisika FMIPA UI;
7) Seluruh staf administrasi Sekretariat Departemen Fisika FMIPA UI; 8) Dan seluruh kerabat yang tidak bisa saya sebutkan satu-persatu.
Akhir kata, semoga Allah SWT berkenan membalas segala kebaikan semua pihak yang telah membantu. Semoga skripsi ini membawa manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Depok, November 2011
LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI
TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademik Universitas Indonesia, saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Arief Rosseno NPM : 0706196456 Program Studi : Fisika Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Jenis karya : Skripsi
demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan
kepada Universitas Indonesia Hak Bebas Royalti Noneksklusif (Non-exclusive
Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul :
Sistem Alarm Kebakaran Berbasis Internet Protocol
beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Noneksklusif ini Universitas Indonesia berhak menyimpan,
mengalihmedia/format-kan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan memublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di : Depok
Pada tanggal : 15 Desember 2011 Yang menyatakan
ABSTRAK
Nama : Arief Rosseno Program Studi : Fisika
Judul : Sistem Alarm Kebakaran Terintegrasi Berbasis Internet Protocol
Keselamatan manusia adalah faktor utama yang menjadi pertimbangan ketika terjadi kebakaran pada suatu bangunan, pabrik, atau di pada fasilitas umum seperti rumah sakit, pusat perbelanjaan dan lain-lain. Para penghuni bangunan tersebut harus mendapatkan informasi atau peringatan dini pada saat terjadi kebakaran. Peringatan dini atau yang secara umum dikenal dengan alarm harus dapat mendeteksi dengan baik agar penghuni yang berada di tempat kejadian memiliki waktu untuk segera melakukan evakuasi.
Agar informasi kebakaran tersebut dapat diterima dengan oleh manusia, maka dirancanglah sebuah sistem alarm kebakaran terintegrasi yang dapat memberi informasi secara cepat dan tepat mengenai titik kebakaran yang terdeteksi.
Kata Kunci : FireAlarm, ProtocolModbus, InternetProtocol
xiii+48 halaman ; 48 gambar; 5 tabel Daftar Acuan : 10 (1996-2011)
ABSTRACT
Name : Arief Rosseno Studies Program : Physics
Title : Fire Alarm System Integrated Internet Protocol Based
Human safety is a major factor to be considered when there is a fire in a building, factory, or in the public facilities such as hospitals, shopping centers and others. The occupants of the building must obtain information or early warning in the event of fire. Early warning or that are generally known by the alarm should be able to detect the well to the inhabitants who were at the scene have the time for immediate evacuation.
In order for fire information can be received by humans, then designed a fire alarm system integrated that can provide information quickly and precisely on the spot fires were detected.
Keywords : Fire Alarm, Protocol Modbus, Internet Protocol xiii+48 pages ; 48 pictures; 5 tables
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL... ii
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS... iii
LEMBAR PENGESAHAN... iv
KATA PENGANTAR... v
LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI... vii
ABSTRAK... viii
DAFTAR ISI... x
DAFTAR GAMBAR... xii
DAFTAR TABEL... xiv
1. BAB 1 PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Tujuan... 2 1.3 Batasan Masalah... 2 1.4 Metode Penelitian... 2 1.5 Sistematika Penulisan... 3
2. BAB 2 TEORI DASAR... 5
2.1 Alarm Kebakaran... 5
2.2 Alarm Kebakaran Berbasis Internet Protocol... 7
2.3 Sistem Otomasi Gedung Berbasis Internet Protocol... 8
2.3.1 Standarisasi OpenProtocol... 8
2.4 Pengendali Mikro... 10
2.5 Sensor Alarm Kebakaran... 11
2.5.1 Sensor Asap... 11
2.5.2 Sensor Panas... 12
2.6 Modul InternetProtocol... 13
2.7 Modbus... 15
2.7.1 Modbus IP... 16
2.8 BasicCompiler AVR... 17
3. BAB 3 PERANCANGAN SISTEM... 18
3.1 Sistem Alarm Kebakaran... 18
3.2 Pengendali Mikro ATMEGA128... 19
3.3 Sensor Asap dan Sensor Panas... 20
3.4 ManualCall... 22
3.5 SwitchReset... 22
3.6 Reset Sensor... 23
3.8 RelaySequence... 24
3.9 PowerSupply... 24
3.10 Modul IP... 25
3.11 Address Modbus... 26
4. BAB 4 DATA DAN ANALISA... 27
4.1 Pengujian Sensor... 28
4.2 Pengujian Reset Sensor... 31
4.3 Pengujian Manual Call... 32
4.4 Mikrontroler dan Modbus... 34
4.5 Sistem Keseluruhan... 41
5. BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN... 47
DAFTAR ACUAN... 48 LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sistem Alarm Kebakaran Konvensional... 5
Gambar 2.2 Contoh wiringdiagramfirealarmaddressable... 6
Gambar 2.3 Fire Alarm Nittan... 7
Gambar 2.4 Skema IP Base Fire Alarm IPDACT Honeywell... 8
Gambar 2.5 Ideal IBMS... 9
Gambar 2.6 Contoh Standar BACnet... 9
Gambar 2.7 Konfigurasi Pin ATMEGA128... 10
Gambar 2.8 Sensor Asap dengan Memanfaatkan Sensor Cahaya... 12
Gambar 2.9 Ethernet Module Wiznet... 13
Gambar 2.10 Komunikasi MasterSlave Modbus... 15
Gambar 2.11 Modbus IP... 17
Gambar 3.1 Blok diagram kontrol sistem alarm kebakaran... 18
Gambar 3.2 Skematik mikrokontroler... 20
Gambar 3.3 Skema pemasangan sensor (a) paralel, (b) terpisah... 21
Gambar 3.4 Skema rangkaian pengkondisian sinyal... 21
Gambar 3.5 Skema pemasangan flowswitch atau manualcall... 22
Gambar 3.6 Skema rangkaian flowswitch / manualcall... 22
Gambar 3.7 Skema rangkaian switchreset... 22
Gambar 3.8 Skema rangkaian reset sensor... 23
Gambar 3.9 Skema rangkaian alarm/bel kebakaran... 23
Gambar 3.10 Skema rangkaian relaysequence... 24
Gambar 3.11 Skema rangkaian powersupply... 24
Gambar 3.12 Skema rangkaian modul IP... 25
Gambar 4.1 Perangkat FireAlarm terpasang... 27
Gambar 4.2 Indikator sensor pada panel fire alarm... 28
Gambar 4.3 Pengujian sensor panas... 29
Gambar 4.4 Indikator detektor kebakaran yang aktif pada kontrol panel... 29
Gambar 4.5 Pengujian Sensor Asap... 30
Gambar 4.6 Indikator detektor kebakaran yang aktif pada kontrol panel... 31
Gambar 4.7 Me-reset sensor panas dan asap yang aktif... 32
Gambar 4.8 Pengujian Manual Call/Flow Switch pada kondisi normal (off)... 32
Gambar 4.9 Manual Call /Flow Switch aktif... 33
Gambar 4.10 Me-resetflowswitch yang aktif... 34
Gambar 4.11 Jendela Modbus Poll... 35
Gambar 4.12 Pengaturan Modbus Poll sebagai Master... 35
Gambar 4.14 Pengaturan Modbus Poll sebagai penerima
informasi kebakaran... 37
Gambar 4.15 Jendela Modbus Poll sebagai penerima informasi kebakaran pada kondisi normal... 38
Gambar 4.16 Pengaturan Modbus Poll sebagai pengirim tindakan setelah terjadi kebakaran... 39
Gambar 4.17 Pengaturan pengalamatan untuk perintah input... 40
Gambar 4.18 Modbus Poll memantau saat kondisi normal... 41
Gambar 4.19 Skema pengujian sistem secara keseluruhan... 42
Gambar 4.20 Tampilan pada modbus saat deteksi kebakaran... 42
Gambar 4.21 Tampilan Modbus Poll pada saat sensor mendeteksi kebakaran... 43
Gambar 4.22 Tampilan Modbus Poll pada saat Flow Switch aktif... 44
Gambar 4.23 Alarm dan kontak/relay aktif... 45
Gambar 4.24 Tampilan aplikasi monitoring alarm kebakaran... 46
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Konfigurasi Pin ATMEGA 128... 11
Tabel 2.2 Perbandingan tipe - tipe Ethernet Module Wiznet... 14
Tabel 2.3 Modbus ASCII... 16
Tabel 2.4 RTU Framing... 16
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Keselamatan manusia adalah faktor utama yang menjadi pertimbangan ketika terjadi kebakaran pada suatu bangunan, pabrik, atau di pada fasilitas umum seperti rumah sakit, pusat perbelanjaan dan lain-lain. Para penghuni bangunan tersebut harus mendapatkan informasi atau peringatan dini pada saat terjadi kebakaran. Peringatan dini kebakaran atau yang secara umum dikenal dengan fire
alarm harus dapat mendeteksi dengan baik agar penghuni yang berada di tempat
kejadian memiliki waktu untuk segera melakukan evakuasi[1].
Alarm secara umum dapat didefinisikan sebagai bunyi peringatan atau pemberitahuan[2]. Dalam istilah jaringan, alarm dapat juga didefinisikan sebagai pesan berisi pemberitahuan ketika terjadi penurunan atau kegagalan dalam penyampaian sinyal komunikasi data ataupun ada peralatan yang mengalami kerusakan (penurunan kinerja). Pesan ini digunakan untuk memperingatkan operator atau administrator mengenai adanya masalah (bahaya) pada jaringan. Alarm memberikan tanda bahaya berupa sinyal, bunyi, ataupun sinar.
Alarm kebakaran otomatis pertama kali ditemukan pada tahun 1890 oleh Francis Robbins Upton. Kemudian George Andrew Darby menemukan detektor panas dan detektor asap pada tahun 1902 di Birmingham, Inggris. Sebelum alarm kebakaran otomatis ditemukan masyarakat di berbagai negara didunia memakai cara tradisional untuk memberitahukan peringatan kebakaran, seperti peluit, lonceng, kentongan, atau bahkan tembakan senjata ke udara. Kemudian pada tahun 1852 William F Channing menggunakan teknologi telegraf untuk menyampaikan informasi kebakaran ke markas pusat pemadam kebakaran. Menggunakan morse yang ditemukan oleh Samuel Morse dalam sistem telegram yang memadukan kode dengan teknologi, Channing membuat rencana elaborasi untuk menyalurkan sinyal dari pusat sistem pemerintah menuju stasiun pemadam kebakaran untuk memberitahu titik lokasi terjadinya kebakaran.
Sistem alarm kebakaran merupakan sistem yang di desain dan dibangun untuk mendeteksi adanya gejala kebakaran, untuk kemudian memberi peringatan dalam sistem evakuasi dan ditindak lanjuti secara otomatis maupun manual dengan sistem instalasi pemadam kebakaran. Sistem alarm kebakaran digunakan untuk sistem pengamanan pada gedung atau bangunan bertingkat yang terdiri dari beberapa kamar atau ruangan sehingga tidak memungkinkan untuk dikendalikan oleh beberapa orang. Sistem alarm kebakaran yang dirancang ini dapat terintegrasi dengan sistem lain pada BuildingAutomationSystem[3].
1.2Tujuan
Membuat rangkaian modul alarm kebakaran untuk monitoring dan mengendalikan piranti input dan output yang terhubung ke database melalui
internet protocol hingga dapat terintegrasi dengan sistem otomasi gedung
(Building Automation System).
1.3Batasan Masalah
Batasan masalah dari tugas akhir ini adalah mengenai pembuatan modul kontrol alarm kebakaran, yang kemudian dihubungkan melalui modul internet
protocol (modbus IP) sehingga dapat terintegrasi ke dalam sistem otomasi gedung
(BAS).
1.4Metode Penelitian
Metode penelitian yang akan dilakukan terdiri dari beberapa tahap antara lain:
1.4.1 Studi literatur
Metode ini digunakan untuk memperoleh informasi tentang teori-teori dasar sebagai sumber penulisan skripsi. Informasi dan pustaka yang berkaitan dengan masalah ini diperoleh dari literatur, penjelasan yang diberikan dosen pembimbing, rekan-rekan mahasiswa, internet, data sheet, dan buku-buku yang berhubungan dengan tugas akhir penulis.
Perancangan alat merupakan tahap awal penulis untuk mencoba memahami, menerapkan, dan menggabungkan semua literatur yang diperoleh maupun yang telah dipelajari untuk melengkapi sistem serupa yang pernah dikembangkan, dan selanjutnya penulis dapat merealisasikan sistem sesuai dengan tujuan.
1.4.3 Pengujian sistem
Uji sistem ini berkaitan dengan pengujian alat serta pengambilan data dari alat yang telah dibuat.
1.4.4 Analisa
Metode ini merupakan pengamatan terhadap data yang diperoleh dari pengujian alat serta pengambilan data. Setelah itu dilakukan penganalisisan sehingga dapat ditarik kesimpulan dan saran-saran untuk pengembangan lebih lanjut.
1.5Sistematika penulisan
Sistematika penulisan skripsi ini terdiri dari bab-bab yang memuat beberapa sub-bab. Untuk memudahkan pembacaan dan pemahaman maka tugas akhir ini dibagi menjadi beberapa bab yaitu:
Bab 1 Pendahuluan
Pendahuluan berisi latar belakang, permasalahan, batasan masalah, tujuan penulisan, metode penulisan dan sistematika penulisan dari tugas akhir ini.
Bab 2 Teori Dasar
Teori dasar berisi landasan-landasan teori sebagai hasil dari studi literatur yang berhubungan dalam perancangan dan pembuatan alat (hardware) serta pembuatan program (software).
Bab 3 Perancangan Sistem
Pada bab ini akan dijelaskan secara keseluruhan sistem kerja dari semua perangkat kontrol (hardware) dan program penghubung (software).
Bab 4 Pengujian dan Analisa Data
Bab ini berisi tentang fungsi kerja alat sebagai hasil dari perancangan sistem. Pengujian akhir dilakukan dengan menyatukan seluruh bagian-bagian kecil dari sistem untuk memastikan bahwa sistem dapat berfungsi sesuai dengan tujuan awal. Setelah sistem berfungsi dengan baik maka dilanjutkan dengan pengambilan data untuk memastikan kapabilitas dari sistem yang dibangun.
Bab 5 Penutup
Penutup berisi kesimpulan yang diperoleh dari pengujian sistem dan pengambilan data selama penelitian berlangsung. Selain itu juga penutup memuat saran untuk pengembangan lebih lanjut dari penelitian ini baik dari segi perangkat keras (hardware) dan program (software).
BAB 2 TEORI DASAR
2.1 Alarm Kebakaran
Sistem alarm kebakaran merupakan sistem yang dirancang agar dapat mengetahui posisi titik api berasal dan memberikan peringatan kepada seluruh penghuni sebuah gedung. Sistem ini adalah kerja sinergis antara sensor kebakaran dan indikator penanda kebakaran. Sistem alarm kebakaran yang umum ada dua jenis, yaitu konvensional dan addressable[4].
Sistem Alarm Kebakaran Konvensional
Sistem alarm kebakaran konvensional telah dirancang sejak prinsip elektronika dirasa cukup untuk mengatasi pendeteksian kebakaran. Sistem ini mengunakan prinsip sambungan langsung antara masing - masing sensor atau kumpulan beberapa sensor dalam satu zona dengan indikator pemadam. Suatu rangkaian (kumpulan dari beberapa sensor) yang dipasang secara paralel dan dihubungkan dengan sistem kontrol, seperti gambar dibawah ini.
Sistem konvensional ini murah dan mudah diterapkan untuk bangunan kecil atau gedung yang memiliki zona pengamanan titik api yang tidak terlalu luas. Namun jika diterapkan pada zona yang besar, maka pengkabelan menuju kontrol utama akan sangat panjang dan tidak efisien. Kelemahan utama dari sistem konvensional ini adalah seseorang tidak bisa tahu persis mana perangkat yang aktif, hanya zona nya saja. Kebakaran mungkin terjadi pada satu area kecil, tetapi indikator darurat hanya bisa mengetahui zona yang lebih besar saja.
Addressable
Alarm kebakaran jenis ini adalah jenis alarm paling canggih dan paling akurat untuk mengetahui letak titik api. Setiap sensor memiliki alamat tersendiri dan terkoneksi dengan jalur data. Sehingga lebih detail mengetahui posisi sensor yang sedang aktif. Informasi yang diterima dari detektor akan diteruskan ke panel kontrol yang selanjutnya akan diproses. Kekurangan dari sistem ini adalah harga alarm kebakaran addressable jauh lebih mahal dibandingkan dengan alarm kebakaran konvensional. Karena setiap titik memiliki alamat sendiri. Gambar dibawah ini adalah salah satu contoh wiring
diagram dari sistem alarm kebakaran addressable.
Semi Addressable
Sistem alarm kebakaran semi addressable merupakan pengabungan dari sistem alarm kebakaran konvensional dan alarm kebakaran addressable. Untuk menengahi harga sensor addresable yang jauh tinggi maka ada yang disebut
zone control. Diperlukan sebuah perangkat yang mendukung alamat dan
koneksi dengan sensor alarm kebakaran konvensional, sehingga harga implementsi lebih murah dan dapat menekan biaya instalasi.
Gambar dibawah ini merupakan contoh sistem alarm kebakaran dari nittan, yang memiliki ketiga jenis sistem tersebut dan dapat di koneksikan menjadi sebuah Building Automation System.
Gambar 2.3 Fire Alarm Nittan
2.2 Alarm Kebakaran Berbasis Internet Protocol
Alarm kebakaran berbasis sambungan kabel telepon telah diimplemetasikan sejak lama. Pengimplementasian alarm kebakaran menggunakan sambungan telepon kabel memperlambat pengiriman data pada saat terjadi kebakaran selama 1 menit. Hal ini menyebabkan diperlukannya pengiriman data yang lebih cepat, dan digunakanlah InternetProtocol sebagai solusinya.
Fire Alarm InternetProtocol Base merubah data - data yang terdapat pada
panel alarm kebakaran menjadi data - data yang dapat dikirimkan melalui jaringan
InternetProtocol. Hal ini dimaksudkan untuk meningkatkan pengamanan.
Sebagai contoh Honeywell salah satu perusahaan Building Automation
Gambar 2.4 Skema IP Base Fire Alarm IPDACT Honeywell
2.3 Sistem Otomasi Gedung Berbasis Internet Protocol
Kemajuan teknologi Internet Protocol memungkinkan akses informasi disebarkan lebih luas dengan bermacam media. Ditambah lagi dengan kemajuan media yang sudah sangat pesat. InternetProtocol (IP) sudah bukan hanya di akses lewat komputer lagi tetapi sudah bisa lewat perangkat seperti handphone maupun
handheld pc. Untuk dapat berkomunikasi antar vendor harus ada perjanjian
protokol yang dipakai bersama yang disebut open protocol. Sejak adanya open
protocol, menjadikan support semakin luas karena publik berhak
mengembangkan Building Automation System masing - masing sesuai pasarnya.
2.3.1 Standarisasi Open Protocol
Pada perkembangan dan tuntutan dunia building automation, maka open
protocol menjadi sebuah kebutuhan. Hal ini dikarenakan tuntutan pasar yang
Gambar 2.5 Ideal IBMS
Ada beberapa open protocol yang ada saat ini (2011). Semua harus mengikuti cara berkomunikasi yang sama sehingga produk lain dapat “berbicara” dengan bahasa yang sama.
Gambar 2.6 Contoh Standar BACnet
Salah satu contoh protocol standar ISO adalah BACnet yang unggul dalam
building terutama HVAC. Selain itu, ada juga Lonwork yang unggul dengan
protokol yang sudah di-embed dalam bentuk IC. Dalam penelitian ini yang akan digunakan adalah protokol modbus, sehingga protokol Modbus akan lebih dijelaskan lebih mendalam.
2.4 Pengendali Mikro
AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel, berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer) yang ditingkatkan. Hampir semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock[5]. AVR mempunyai 32
registergeneral-purpose, timer/counter fleksibel dengan modecompare, interrupt
internal dan eksternal, dual serial UART, programmable Watchdog Timer, dan
modepowersaving. Mempunyai ADC dan PWM internal. AVR juga mempunyai
In-SystemProgrammableFlashon-chip yang mengijinkan memori program untuk
diprogram ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial SPI.
Mikrokontroller keluarga AVR Atmega128 memiliki fitur sebagai berikut: 128K bytes of In-System Programmable Flash with Read-While-Write
capabilities, 4K bytes EEPROM, tersedia pula untuk Pulse Modulation Width
(PWM) dan timer. Berikut ini adalah konfigurasi pin ATMEGA 128.
Tabel 2.1 Konfigurasi Pin ATMEGA 128
VCC Digital Supply voltage
GND Ground
Port A (PA7...PA0) 8 bit Bi-directional I/O dengan resistor pull-upinternal. Port B (PB7...PB0) 8 bit Bi-directional I/O dengan resistor pull-upinternal. Port C (PC7...PC0) 8 bit Bi-directional I/O dengan resistor pull-upinternal. Port D (PD7...PD0) 8 bit Bi-directional I/O dengan resistor pull-upinternal. Port E (PE7...PE0) 8 bit Bi-directional I/O dengan resistor pull-upinternal.
Port F (PF7...PF0) Dapat digunakan sebagai A/D Converter. 8 bit
Bi-directional I/O dapat digunakan jikaA/D Converter
tidak digunakan.
Port G (PG4...PG0) 8 bit Bi-directional I/O dengan resistor pull-upinternal.
Reset
XTAL1 Input untuk inverting oscillator amplifier dan Input
untuk internalclock operating circuit. XTAL2 Output dari inverting oscillator amplifier
AVCC Supply tegangan untuk A/D Converter. AREF Pin referensi untuk A/D Converter.
PEN Programming enable pin untuk mode pemograman
serial
2.5 Sensor Alarm Kebakaran
Dalam sebuah sistem alarm kebakaran, dimanfaatkan beberapa sensor yang mampu mendeteksi titik api berasal[6]. Titik api dapat diketahui melalui perubahan suhu ruangan atau asap yang muncul dari titik api. Berikut ini adalah beberapa jenis sensor alarm kebakaran.
2.5.1 Sensor Asap (Smoke Detector)
Terdapat dua jenis cara kerja sensor dalam mendeteksi asap, yaitu dengan menggunakan photoelectric sensor dan ionization sensor. Sensor asap yang menggunakan sensor cahaya (photoelectric sensor) memanfaatkan cahaya untuk mendeteksi asap yang mucul dari titik api.
Dalam keadaan normal, cahaya dari sumber cahaya pada detektor menyala lurus, sehingga tidak menyentuh detektor asap. Apabila sensor cahaya yang ada di dalam detektor kebakaran terhalang oleh adanya asap, maka cahaya akan berbelok ke arah sensor cahaya. Sensor cahaya biasanya hanya peka pada asap yang pekat. Selama sensor cahaya belum benar-benar terhalang oleh asap, alarm tidak akan berbunyi.
Gambar 2.8 Sensor Asap dengan Memanfaatkan Sensor Cahaya
Ionization Sensor merupakan bagian dari photoelectric sensor. Sensor ini
menghasilkan kesalahan yang lebih besar daripada sensor asap menggunakan
photoelectric sensor. Sensor ini mendeteksi partikel dari asap yang terlalu kecil untuk dilihat. Sensor ini menggunakan 37 kBq atau 1 µCi bahan radioaktif americium-241 (Am) yang sesuai dengan 0.3 µg isotop. Radiasi melewati ruang ionisasi, udara dalam ruangan akan terisi diantara dua plat elektroda, dan menghasilkan arus yang kecil dan tetap melewati kedua elektroda tersebut. Setiap asap yang masuk ke dalam ruangan akan mengabsorsi parikel alpha yang akan mengurangi ionisasi dan memutus arus antara dua elektroda dan mengaktifkan alarm.
2.5.2 Sensor Panas (Heat Detector)
Detektor panas (Heat Detector) ada dua macam yaitu ROR Detector dan
mekanik (switch), yang dikontrol oleh dua jenis logam (bimetal) yang dibentuk sedemikian rupa, sehingga switch selalu dalam keadaan OFF bila kondisi normal.
Apabila detektor menerima panas sampai titik yang telah ditentukan maka bimetal akan memuai, sehingga switch akan ON dan ini berarti detektor sedang mendeteksi panas. Selain cara kerja seperti diatas detektor ini juga akan langsung aktif ON bila kenaikan lebih dari 10 derajat celsius per menit tanpa menunggu temperatur mencapai titik yang telah ditentukan (rate of rise).Untuk ruangan yang sudah cukup panas ROR tidak cocok digunakan karena mudah terjadi false alarm. Detektor panas tetap (Fixed Heat Detector) bekerja berdasarkan kontak mekanik (switch), dimana suatu penahan yang diletakkan dengan bahan perekat khusus, akan membuat switch selalu dalam keadaan OFF bila kondisi normal. Apabila detektor menerima panas pada titik yang telah ditentukan maka bahan perekat tersebut akan mencair yang mengakibatkan penahan otomatis lepas sehingga membuat switch berubah ke posisi ON, dan ini berarti detektor mendeteksi panas. Perubahan switch dari posisi OFF ke posisi ON akan segera diteruskan ke panel sebagai indikasi kebakaran. Jenis bahan perekat yang dipakai akan menentukan pada temperatur /suhu berapa detektor akan mulai aktif, jadi titik temperatur kerjanya,selalu tetapi tidak dipengaruhi oleh kecepatan kenaikan temperatur / suhu.
2.6 Modul Internet Protocol
Modul internet protocol yang digunakan Ethernet Module Wiznet adalah modul antarmuka komunikasi antara Ethernet dengan mikrokontroler atau mikroproessor yang dikeluarkan oleh Wiznet. Ethernet Module Wiznet
menggunakan W5100 sebagai chip Ethernet Controller.
Wiznet mengeluarkan 3 tipe Ethernet Module Wiznet yaitu: WIZ810MJ, WIZ811MJ, dan WIZ812MJ. Perbedaan antara 3 tipe Ethernet Module Wiznet
dapat dilihat pada Tabel 2.4 berikut.
2.7 MODBUS
Gambar 2.10 Komunikasi Master Slave Modbus.
Modbus adalah protokol komunikasi serial yang diterbitkan oleh Modicon pada tahun 1979 untuk digunakan pada programmable logic controller (PLC). Sederhana dan kuat, sejak itu menjadi salah satu standar protokol komunikasi di industri.
Modbus memungkinkan untuk komunikasi antara banyak perangkat (sekitar 240) yang terhubung ke jaringan yang sama, misalnya sistem yang mengukur suhu dan kelembaban dan mengkomunikasikan hasilnya ke komputer. Modbus sering digunakan untuk menghubungkan komputer pengawasan dengan unit terminal jarak jauh (RTU) di kontrol pengawasan dan akuisisi data (SCADA) sistem.
Pengembangan dan update protokol Modbus dikelola oleh Organisasi Modbus, yang terbentuk dari pengguna independen dan pemasok perangkat sesuai Modbus.
Ada beberapa jenis protokol modbus. Perbedaannya adalah pada jenis data yang ditukarkan. Modbus ascii (menggunakan karakter ascii), Modbus RTU (menggunakan data biner langsung). Urutan data yang dipertukarkan seperti berikut.
Tabel 2.3 Modbus ASCII
Tabel 2.4 RTU Framing
Pertukaran data pada modbus menggunakan perjanjian alamat. Ada 3 jenis alamat coil (output), Input dan holding register. Untuk lebih detailnya bisa merujuk ke referensi[7].
2.7.1 MODBUS IP
Modbus IP merupakan penyesuaian protokol modbus agar data dapat dialirkan melalui media ethernet[8]. Secara content protokol data yang dipertukarkan sama. Proses ini diperlukan karena untuk dapat mengirim data melalui ke jaringan IP, koneksi yang di buat harus sesuai dengan Internet
Protocol standar. Modbus bisa jalan di kanal UDP karena sifatnya mirip dengan
koneksi serial biasa yang tidak memerlukan konfirmasi dari penerima terlebih dahulu. Untuk kepentingan konversi protokol modbus IP terdapat versi RTU (Modbus RTU Over IP) dan ascii (modbus ASCII Over IP), selain murni modbus IP sendiri.
Keunggulan modbus IP adalah penggunaan koneksi kabel yang tergabung dalam kabel data ethernet dan untuk transmisi jarak jauh dapat menggunakan kabel serat optik. Gambar 2.8 menunjukan bagaimana protokol modbus di pack ke dalam protokol IP.
Gambar 2.11 Modbus IP
2.8. Basic Compiler AVR
Pada dasarnya setiap mikrokontroler memiliki bahasa dasar atau ASSEMBLER yang khusus diperuntukkan baginya. Begitu-pun dengan AVR. Namun biasanya bahasa ASSEMBLER AVR lebih rumit untuk dipelajari dibandingkan dengan bahasa yang tingkatannya lebih tinggi, seperti bahasa “Basic” ataupun bahasa “C”. Bascom AVR adalah sebuah tool compiler yang digunakan untuk pengembangan atau pembuatan program yang akan ditanamkan pada mikrokontroller keluarga AVR. Bahasa pemograman yang digunakan adalah basic. Basic adalah bahasa tingkat tinggi yang cepat, handal, dan mudah. Bahasa pemograman basic lebih sering digunakan pada mikrokontroller keluarga AVR karena kompatibel dengan mikrokontroller jenis AVR.
BAB 3
PERANCANGAN SISTEM
3.1Sistem Alarm Kebakaran
Sistem alarm kebakaran yang akan digunakan adalah sistem semi
addressable. Sistem semi addressable merupakan gabungan dari sistem
konvensional dan addresssable. Piranti kontrol semi addressable adalah sistem
addressable. Sedangkan piranti input dan output nya menggunakan sistem
konvensional. Dengan demikian biaya implementasi sistem semi addressable
lebih rendah dari sistem addressable, tetapi bisa mendeteksi titik kebakaran lebih baik dari pada sistem konvensional.
µ
c
Signal Conditioning Signal Conditioning Switch Reset Smoke & Heat Detector Flow Switch Driver Relay Driver Relay Relay Relay Relay Sensor Alarm Sequencing Power Supply BackUp Battery Power AC IP Module Driver RelaySistem alarm kebakaran ini terbagi menjadi tiga bagian besar, yaitu input, pengendali mikro, dan output. Piranti input disini adalah piranti - piranti yang memberikan masukan ke panel kontrol. Piranti input ini ada yang bekerja secara otomatis, seperti pendeteksi asap dan pendeteksi panas. Sedangkan piranti input
yang bekerja secara manual adalah titik panggil manual atau flow switch, dan
switch reset yang berfungsi untuk me-reset sensor.
Pengendali mikro adalah piranti yang akan memproses masukan dan keluarannya. Piranti output adalah bagian yang akan memberitahukan kepada orang-orang ketika terjadi kebakaran. Bagian output ini terdiri dari alarm, output
untuk integrasi ke sistem lain, dan output yang terakhir adalah untuk reset sensor. Setiap panel kontrol memiliki alamat (address) sendiri. Panel kontrol tersebut diletakan pada zona yang mencakup beberapa detektor panas dan asap. Misalkan pada satu lantai gedung dibagi menjadi 2 atau 3 zona. Dan setiap panel kontrol pada setiap zona memiliki alamat yang berbeda sehingga bisa di ketahui zona mana yang mendeteksi adanya kebakaran.
3.2Pengendali Mikro Atmega128
Pengendali mikro yang digunakan adalah ATmega128. Atmega 128 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit daya-rendah berbasis arsitektur RISC yang ditingkatkan. Atmega 128 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz membuat disainer sistem untuk mengoptimasi komsumsi daya versus kecepatan proses.
ATmega128 memiliki kemampuan lebih besar dibandingkan jenis-jenis Atmega yang lain, yaitu 128 KB ISP Flash Memory, 4K EEPROM, 4K internal
SRAM dan memiliki 5 port I/O. Port C digunakan untuk input dari pengkondisi sinyal detektor kebakaran. Port A digunakan untuk input dari manual call / flow
switch. Port D digunakan sebagai output ke relay yang kemudian dihubungkan ke
alarm/bel kebakaran, reset sensor dan sequensing. Switchreset menggunakan port F.
Gambar 3.2 Skematik mikrokontroler
3.3Sensor Asap dan Sensor Panas
Detektor kebakaran menggunakan prinsip relay yaitu sifat dasar dari sensor konvensional. Saat nilai hambatan dalam sensor turun maka set point akan tercapai, sehingga timbul arus listrik yang disebut action current. Besar nilai
action current berkisar 120 - 240mA mampu untuk mengendalikan coil dari relay.
(a) PEN 1 PE0(RXD0/PD1) 2 PE1(TXD0/PD0) 3 PE2(XCK0/AINO) 4 PE3(OC3A/AIN1) 5 PE4(OC3B/INT4) 6 PE5OC3C/INT5) 7 PE6(T3/INT6) 8 PE7(ICP3/INT7) 9 PB0(SS) 10 PB1(SCK) 11 PB2(MOSI) 12 PB3(MISO) 13 PB4(OC0) 14 PB5(OC1A) 15 PB6(OC1B) 16 PB7(OC2/OC1C) 17 PG3(TOSC2) 18 PG4(TOSC1) 19 RESET 20 VCC 21 GND 22 XTAL2 23 XTAL1 24 PD0(SCL/INT0) 25 PD1(SDA/INT1) 26 PD2(RXD1/INT2) 27 PD3(TXD1/INT3) 28 PD4(ICP1) 29 PD5(XCK1) 30 PD6(T1) 31 PD7(T2) 32 (WR)PG0 33 (RD)PG1 34 (A8)PC0 35 (A9)PC1 36 (A10)PC2 37 (A11)PC3 38 (A12)PC4 39 (A13)PC5 40 (A14)PC6 41 (A15)PC7 42 (ALE)PG2 43 (AD7)PA7 44 (AD6)PA6 45 (AD5)PA5 46 (AD4)PA4 47 (AD3)PA3 48 (AD2)PA2 49 (AD1)PA1 50 (AD0)PA0 51 VCC 52 GND 53 (ADC7/TDI)PF7 54 (ADC6/TD0)PF6 55 (ADC5/TMS)PF5 56 (ADC4/TCK)PF4 57 (ADC3)PF3 58 (ADC2)PF2 59 (ADC1)PF1 60 (ADC0)PF0 61 AREV 62 GND 63 AVCC 64 IC1MC
AT-MEGA128 (MAIN CONTROLLER) XC1MC 16Mhz C5MC 20PF C6MC 20PF PEN PE0 PE1 PE2 PE3 PE4 PE5 PE6 PE7 PB0 SCK PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 PG4 RST VCC GND XTAL2 XTAL1 PD0 PD1 PD2 PD3 PD4 PD5 PD6 PD7 PG0 PG1 PC0 PC1 PC2 PC3 PC4 PC6 PC5 PG2 PC7 PA7 PA6 PA5 PA4 PA3 PA2 PA1 PA0 VCC GND PF7 PF6 PF5 PF4 PF3 PF2 PF1 PF0 AREV GND AVCC XTAL2 XTAL1 S1MC RESET R4MC 10K VCC RST 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 J1MC ISP PROG VCC PE0 RST SCK PE1 R1MC 1K LED1MC VCC DISP C3MC 100nF C1MC 100nF C2MC 100nF R3MC 4K7 VCC PEN PG3 C4MC 100NF VCC AREV R2MC 1K SCK PB1 VCC VCC
(b)
Gambar 3.3 Skema pemasangan sensor (a) paralel, (b) terpisah
Gambar 3.4 Skema rangkaian pengkondisian sinyal
Saat kondisi idle, arus yang dikeluarkan detektor sangat kecil. Besar arus yang dikeluarkan mencapai orde micro ampere (µA) sehingga tidak mungkin untuk menngendalikan coil relay.
RL1IN SW17IN R17IN RES1 VCC INRL1 INRL2 PA7
3.4Manual Call
Gambar 3.5 Skema pemasangan flowswitch atau manualcall
Ketika breakglass dioperasikan, terjadi rangkaian tertutup yang membuat tahanan end of line terhubung paralel dengan tahanan pada breakglass dan menjadikan tahanan pada rangkaian berkurang sehingga arus yang mengalir bertambah menjadi lebih besar dari keadaan normal, dan keadaan ini ditafsirkan sebagai keadaan alarm oleh panel. Begitu juga ketika pendeteksi panas dan pendeteksi asap teraktifasi, atau terjadi hubungan singkat pada rangkaian.
Gambar 3.6 Skema rangkaian flow switch / manual call
3.5Switch Reset
Gambar 3.7 Skema rangkaian switch reset
OP1IN IN1 R9IN 4K7 VCC R1IN 470 SW9IN COM1 INOP1 PC0
Setelah alarm aktif maka seluruh piranti pendeteksi kebakaran diset ulang, dan panel dibebaskan dari keadaan alarm aktif. Jika satu piranti pendeteksi masih mengeluarkan alarm setelah sistem di-set ulang, seperti pendeteksi asap terus mendeteksi asap, atau manual pull station masih pada posisi aktif, alarm yang lain akan terpicu. Jadi untuk me-set ulang sistem membutuhkan keadaan yang benar-benar bersih.
3.6Reset Sensor
Rangkaian ini adalah output dari rangkaian switchreset. Rangkaian ini men-set ulang sensor setelah alarm kebakaran aktif.
Gambar 3.8 Skema rangkaian reset sensor
3.7Alarm/Bel Kebakaran
Masukan dari detektor alarm dan manual call akan diproses oleh mikrokontroler yang kemudian akan digunakan untuk mengaktifkan coil relay. Alarm/bel pada kondisi normal (off) terhubung ke ground. Ketika coil relay aktif maka akan mengubah posisi alarm ke kondisi aktif (on). Untuk menonaktifkan alarm/bel maka detektor kebakaran dan manual call harus di-reset seperti pembahasan pada subbab sebelumnya.
Gambar 3.9 Skema rangkaian alarm/bel kebakaran
D9O 1N4003 +24 RESET RL9O D10O 1N4003 +24 RL10O OUT9 OUT10 RST1 RST2 RST3 RST4 OUT9 OUT10 OUT11 OUT12 OUT13 OUT14 OUT15 OUT16 IN1 1 IN2 2 IN3 3 IN4 4 IN5 5 IN6 6 IN7 7 IN8 8 GND 9 OUT8COM 10 11 OUT7 12 OUT6 13 OUT5 14 OUT4 15 OUT3 16 OUT2 17 OUT1 18 IC6O ULN 2803 +24 OC 1 C 11 1D 2 2D 3 3D 4 4D 5 5D 6 6D 7 7D 8 8D 9 1Q 19 2Q 18 3Q 17 4Q 16 5Q 15 6Q 14 7Q 13 8Q 12 IC2O 74ALS573 PD0 PD1 PD2 PD3 PD4 PD5 PD6 PD7 PE5 RL1O D1O 1N4003 +24 D2O 1N4003 +24 +24 +24 RL2O OUT1 OUT2 ALRM1 ALRM2 IN1 1 IN2 2 IN3 3 IN4 4 IN5 5 IN6 6 IN7 7 IN8 8 GND 9 COM 10 OUT8 11 OUT7 12 OUT6 13 OUT5 14 OUT4 15 OUT3 16 OUT2 17 OUT1 18 IC5O ULN 2803 +24 OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 OUT5 OUT6 OUT7 OUT8 OC 1 C 11 1D 2 2D 3 3D 4 4D 5 5D 6 6D 7 7D 8 8D 9 1Q 19 2Q 18 3Q 17 4Q 16 5Q 15 6Q 14 7Q 13 8Q 12 IC1O 74ALS573 PD0 PD1 PD2 PD3 PD4 PD5 PD6 PD7 PE4
3.8Relay Sequence
Relay sequence dipergunakan untuk mengendalikan sistem - sistem lain
yang terintegrasi. Sebagai contoh bila ada deteksi kebakaran maka PLN dan
elevator harus dimatikan, maka relay sequence akan mengeksekusi perintah
tersebut.
Gambar 3.10 Skema rangkaian relaysequence
3.9Power Supply
Nilai tegangan input yang digunakan adalah 24 volt dc. Kemudian nilai tegangan tersebut dikonversi menjadi 5 volt dan 3,3 volt. Tegangan 5 volt adalah sumber tegangan mikrokontroler, optocoupler dan beberapa komponen lainnya. Sedangkan 3,3 volt adalah nilai sumber tegangan modul IP Wiznet. Selain itu tegangan 24 volt juga digunakan untuk sumber tegangan relay dan beberapa komponen lain yang terkait.
Gambar 3.11 Skema rangkaian powersupply D17O 1N4003 +24 RL17O D18O 1N4003 +24 RL18O SEQUENSIAL OUT17 OUT18 COM1 NC1 NO1 COM2 NC2 NO2 OUT17 OUT18 OUT19 OUT20 OUT21 OUT22 OUT23 OUT24 IN1 1 IN2 2 IN3 3 IN4 4 IN5 5 IN6 6 IN7 7 IN8 8 GND 9 COM 10 OUT8 11 OUT7 12 OUT6 13 OUT5 14 OUT4 15 OUT3 16 OUT2 17 OUT1 18 IC7O ULN 2803 +24 OC 1 C 11 1D 2 2D 3 3D 4 4D 5 5D 6 6D 7 7D 8 8D 9 1Q 19 2Q 18 3Q 17 4Q 16 5Q 15 6Q 14 7Q 13 8Q 12 IC3O 74ALS573 PD0 PD1 PD2 PD3 PD4 PD5 PD6 PD7 PE6
3.10 Modul IP
Modul IP yang digunakan adalah Ethernet Module Wiznet, yaitu modul antarmuka komunikasi antara Ethernet dengan mikrokontroler atau mikroproessor yang dikeluarkan oleh Wiznet. Ethernet Module Wiznet menggunakan W5100 sebagai chip Ethernet Controller. Tipe yang dipakai adalah WIZ811MJ.
Berikut beberapa fitur yang terdapat pada modul IP Wiznet tipe WIZ811MJ.
Mendukung 10/100 Base TX
Mendukung operasi half / full duplex
Mendukung auto-negotiation dan autocross-over deteksi IEEE 802.3/802.3u
Beroperasi 3.3V dengan 5V I / O toleransi sinyal
Termasuk Hardware Internet protokol: TCP, IP Ver.4, UDP, ICMP, ARP, PPPoE, IGMP
Termasuk Hardware Ethernet protokol: DLC, MAC Mendukung MCU bis Interface dan SPI Antarmuka
Gambar 3.12 Skema rangkaian modul IP
CPS5MC 100u/25V CPS2MC 100nF CPS6MC 100uF/25V CPS3MC 100nF VCC 3V3 D1MC Vin 3 G N D 1 +3V3 2 REG2MC SJ1117 MOSI 1 MISO 2 D1 3 D0 4 D3 5 D2 6 D5 7 D4 8 D7 9 D6 10 GND 11 3V3 12 A8 13 A9 14 A10 15 A11 16 A12 17 A13 18 A14 19 NC 20 3V3 21 /RESET 22 SCLK 23 /SCS 24 /WR 25 /RD 26 /CS 27 /INT 28 GND 29 GND 30 A0 31 A1 32 A2 33 A3 34 A4 35 A5 36 A6 37 A7 38 GND 39 GND 40 WIZ1 WIZ811MJ 3V3 3V3 PB2 PB3 PB5 PB1 PB0 PB4
3.11 Address Modbus
Alat ini dirancang sebagai modbus slave yang akan selalu dipantau oleh modbus master. Pengalamatan modbus pada perangkat dilakukan dengan dengan cara susunan sebagai berikut.
Pengalamatan alat disimpan pada holding register yang dapat diakses pada alamat 40001 - 50000.
Tabel 3.1 Pegalamatan Modbus pada Alat
Alamat Alias Nilai
40000 ID 74 40001 IP Gateway 192 40002 168 40003 2 40004 1 40005 IP Module 192 40006 168 40007 2 40008 20 40009 Subnet Mask 255 40010 255 40011 255 40012 0 40013 Mac Address 74 40014 16
40015 32 40016 48 40017 64 40018 80 40019 Port 38 40020 Reset IP=15 1000 40021 Reset=9 1000
BAB 4
DATA DAN ANALISA
4.1Pengujian Sensor
Perangkat alarm kebakaran yang telah dirancang diuji coba dengan mengaktifkan sensor panas dan sensor asap. Selanjut nya dicoba mengatur ulang kedua sensor tersebut ke kondisi normal. Pengujian ini dilakukan beberapa kali pada sensor yang berbeda untuk memastikan tidak ada kesalahan pada controller.
Pada panel fire alarm terdapat indikator untuk menunjukkan sensor-sensor yang aktif, switch reset untuk me-reset sensor, dan manual call / flow switch. Setiap indikator berfungsi untuk menunjukan sub-zone yang aktif. Pada pengujian kali ini sensor panas dan asap terletak pada sub-zone no 2.
Gambar 4.2 Indikator sensor pada panel fire alarm
Pengujian pertama alat ini dilakukan terhadap sensor panas (heat
detector). Pengujian ini menggunakan api dari korek gas dan didekatkan ke sensor
seperti yang terlihat pada gambar 4.3. Panas yang dipancarkan oleh api mengakibatkan sensor mendeteksi panas mencapai titik set poin sehingga mengalir arus yang akan menjadi pemicu agar alat ini aktif.
Gambar 4.3 Pengujian sensor panas
Saat panas dideteksi oleh sensor, alarm/bel kebakaran aktif dan LED indikator berhasil menyala menandakan aktifnya alarm. Hal ini dapat dilihat pada gambar 4.4 dengan menyalanya LED indikator pada sub-zone 2 menunjukkan bahwa alat ini bekerja dengan baik.
Gambar 4.4 Indikator detektor kebakaran yang aktif pada panel kontrol
LED Indikator Sensor Aktif
Pengujian selanjutnya adalah pengujian sensor asap. Asap sebagai simulasi untuk titik api dihasilkan dengan bantuan kertas yang dibakar dan dimatikan. Sensor asap terletak pada sub-zone 2 sama seperti sensor panas.
Gambar 4.5 Pengujian Sensor Asap
Saat sensor mendeteksi asap alarm/bel kebakaran aktif dan LED indikator berhasil menyala menandakan aktifnya alarm yang dibuat. Hal ini menunjukkan bahwa alat ini bekerja dengan baik.
Gambar 4.6 Indikator detektor kebakaran yang aktif pada kontrol panel
4.2Pengujian Reset Sensor
Setelah sensor panas dan sensor asap mendeteksi titik api, maka alarm/bel kebakaran aktif. Untuk mengatur agar alarm yang telah aktif kembali ke kondisi normal atau sebelum terjadi kebakaran maka ditekan tobol reset pada perangkat
fire alarm. Sensor asap dan sensor panas yang aktif kemudian di-reset, indikator LED off terlihat pada gambar 4.7.
LED Indikator Sensor Aktif
Gambar 4.7 Me-reset sensor panas dan asap yang aktif
4.3Pengujian Manual Call
Pengujian manual Call / flow switch dilakukan dengan menekan tombol
flow switch pada panel kebakaran. Manual call / flow switch terletak pada sub
-zone 3. Gambar 4.8 menunujukkan pengujian manual Call / flow switch.
Gambar 4.8 Pengujian ManualCall / Flow Switch pada kondisi normal (off)
Switch reset di tekan dan LED Indikator off
Gambar 4.9 ManualCall / Flow switch aktif
Gambar diatas memperlihatkan manual Call / flow switch yang telah diaktifkan. Manual Call / flowswitch yang aktif juga terlihat pada indikator panel
fire alarm. Kemudian Manual Call diset ulang ke kondisi awal dengan menekan tombol switchreset pada panel fire alarm seperti pada gambar 4.10.
Gambar 4.10 Me-resetflowswitch yang aktif
4.4Mikrokontroler dan Modbus
Pengujian protokol Modbus TCP/IP dilakukan dengan bantuan software
Modbus Poll. Software Modbus Poll sebagai master dan alat ini sebagai slave. Modbus Poll akan selalu memantau alat agar dapat mengetahui saat alat mengirimkan data kepada master ketika terjadi kebakaran.
ManualCall aktif
Gambar 4.11 Jendela Modbus Poll
Sebelum melakukankan tes koneksi, terlebih dahulu dilakukan setting
Modbus Poll Master disesuaikan dengan setting alat yang akan dituju seperti menentukan alamat alat yang akan dipantau, ID alat, banyaknya data yang diambil, dan waktu pengambilan (scan rate) data dari alat.
Pada gambar 4.12 pengaturan Slave ID disesuaikan dengan ID alat yaitu 74, sesuai dengan ID alat yang sudah dirancang dan dijelaskan pada bab 3. Perintah alat dilakukan pada holding register dimulai dengan alamat 40000 hingga 40021, ini diatur pada field quantity sejumlah 22. Scan rate (waktu perintah) dilakukan selama 1000ms. Kemudian setelah koneksi berhasil maka informasi tentang alat akan terlihat pada jendela Modbus Poll (Gambar 4.13).
Gambar 4.13 Jendela Modbus Poll alamat alat
Pengaturan pengalamatan pada Modbus Poll sesuai dengan alamat perangkat dan untuk alias hanya penanda isi dari alamat. Sebagai contoh alamat 40001 – 40004, dengan alias IP Gateway yang bernilai 192.162.2.1.
Kemudian pada halaman Modbus Poll baru di-set untuk mengetahui informasi yang dikirim oleh perangkat saat terjadi kebakaran. Slave ID yang dituju sama seperti sebelumnya yaitu 74, function dirubah menjadi Read Discrete
Inputs karena Modbus akan menerima informasi dari alat berupa pemberitahuan
terjadi kebakaran. Quantity untuk alamat yang dibaca berjumlah 16 alamat, 8 dari sensor dan 8 dari flow switch. Perintah alamat dimulai dari alamat 20000 – 20015.
Gambar 4.14 Pengaturan Modbus Poll sebagai penerima informasi kebakaran
Pengaturan pengalamatan untuk perintah input sesuai dengan yang terdapat pada pengalamatan alat (gambar 4.15). Pada alamat 20000 – 20007 untuk perintah sensor sedangkan alamat 20008 – 20015 untuk perintah flow switch. Alamat diisi dengan data 0 atau 1 yang menandakan terjadi kebakaran atau tidak. Data 0 berarti dalam kondisi normal sedangkan data 1 menandakan ada kebakaran.
Gambar 4.15 Jendela Modbus Poll sebagai Penerima Informasi Kebakaran Pada Kondisi Normal
Kemudian satu jendela Modbus Poll untuk menginstruksikan tindakan yang harus dilakukan setelah terjadi kebakaran (Gambar 4.16). Slave ID yang dituju sama seperti sebelumnya yaitu 74, function dirubah menjadi Read Discrete
Inputs karena Modbus akan megirim informasi menuju alat berupa tindakan
setelah terjadi kebakaran terjadi kebakaran. Quantity untuk alamat yang dibaca berjumlah 40 alamat, 8 untuk alarm, 8 untuk kontak/relay, 8 untuk status LED, 8 untuk reset protocol, 8 untuk reset alat. Perintah alamat dimulai dari alamat 00000 – 00039.
Gambar 4.16 Pengaturan Modbus Poll sebagai Pengirim Tindakan Setelah Terjadi Kebakaran
Pengaturan pengalamatan untuk perintah input sesuai dengan yang terdapat pada pengalamatan alat, terlihat pada gambar 4.17. Pada alamat 00000 – 00007 untuk perintah alarm, alamat 00008 – 00015 untuk perintah kontak/relay, alamat 00016 – 00023 untuk perintah status LED, 00024 – 00031 untuk perintah reset alamat, dan 00032 – 00039 untuk perintah reset alat. Alamat diisi dengan data 0 atau 1 yang ada perintah atau tidak. Saat belum dikirim perintah tindakan setelah terjadi kebakaran alamat untuk perintah alarm, kontak/relay, reset alamat, dan reset alat adalah 0, kecuali status LED yang bernilai 1.Setelah ada perintah akan terjadi perubahan dari 0 menjadi 1 untuk semua alamat kecuali untuk alamat status LED akan bernilai 0.
Gambar 4.17 Pengaturan pengalamatan untuk perintah input sesuai dengan pengalamatan alat
Setelah alat dihubungkan dengan Modbus Poll pada status normal (tidak terjadi kebakaran) maka dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 4.18 Modbus Poll Memantau Saat Kondisi Normal
4.5Sistem Keseluruhan
Pengujian sitem secara keseluruhan dilakukan dengan menghubungkan sistem sensor pendeteksi kebakaran, sistem alarm kebakaran, alat yang dirancang, dan jaringan terhubung dengan PC, seperti skema dibawah ini:
Gambar 4.19 Skema Pengujian Sistem secara Keseluruhan
Saat sensor pada zone mendeteksi titik api atau flow switch 1 ditekan maka diidentifikasi terjadi kebakaran dan alat ini akan langsung melakukan aksi
sequencing dan mengaktifkan alarm serta mengirimkan data terjadi kebakaran
kepada PC. Tampilan pada modbus poll di PC terlihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 4.21 Tampilan Modbus Pool pada saat sensor mendeteksi kebakaran
Gambar diatas menunjukkan sensor pada sub-zone yang aktif. Sensor yang aktif ada pada sub-zone 5 yang beralamat 000004. Pada saat sensor pada alamat 000004 mendeteksi terjadi kebakaran maka akan terjadi perubahan data dari 0 menjadi 1.
Gambar 4.22 Tampilan Modbus Pool pada saat flowswitch aktif
Hal yang sama juga berlaku jika 000013 flow switch aktif terjadi perubahan data dari 0 menjadi 1. Setelah terdeteksi kebakaran Modbus Poll mengirimkan perintah untuk membunyikan alarm dan mengaktifkan kontak/relay. Maka alarm akan menyala dan kontak/relay akan aktif seperti pada gambar 4.23.
Gambar 4.23 Alarm dan kontak/relay aktif
Setelah bel alarm aktif maka sensor yang aktif harus di atur ulang ke kondisi normal. Pengaturan ulang ini bisa menggunakan switch reset pada alat maupun secara software.
Selain pengujian dengan menggunakan modbus, pada ruang security juga terdapat layar monitoring untuk melihat status kebakaran sedang terjadi. Agar status kebakaran dapat terpantau maka alat ini diintegrasikan ke sistem otomasi gedung (gambar 4.24). Kemudian pengujian dilanjutkan dengan mengaktifkan sensor pada dua zona yang berbeda.
Gambar 4.24 Tampilan aplikasi monitoring alarm kebakaran
Pada aplikasi diatas terdapat status fire alarm yang terdiri dari 3 warna status. Status hijau menunjukkan alat terhubung dengan baik, status warna kuning menunjukkan alat tidak terhubung ke sistem otomasi gedung (disconnect), dan status warna merah menunjukkan terjadinya kebakaran. Pada saat pengujian juga terlihat ada alat yang tidak terkoneksi dengan baik ke jalur internet.
.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berikut ini adalah kesimpulan yang didapatkan dari hasil pembahasan pada bab sebelumnya, yaitu:
1. Telah berhasil membuat sebuah fire alarm IP based yang dapat memanfaatkan jalur internet/intranet sebagai jalur pertukaran data.
2. Fire alarm yang dibuat dapat berdiri sendiri maupun dapat dirangkai menjadi
sebuah sistem besar yang terintegrasi.
5.2 Saran
Penelitian ini masih membutuhkan banyak perbaikan dan pada implementasi kondisi lapangan. Saran yang bisa dilakukan antara lain:
1. Agar alat dapat berdiri sendiri sebaiknya ditambahkan LCD agar lebih interaktif.
2. Disediakan backup battery agar bila sistem mengalami kegagalan daya, alat masih tetap berfungsi.
DAFTAR ACUAN
[1]. HiCow. “Fire Alarm Systems You Need To Know”. 2011.
<http://www.hicow.com/united-states/smoke-detector/burglar-alarm-375773.html>
[2]. Wikipedia. 2011. “Alarm”. <http://id.wikipedia.org/wiki/Alarm>
[3]. John Lavevhagen. "Discription of Building Automation System." Buildint; Aulomation Svstem 8 (2001): 25 Agst. 2002. p.2
<http://. fpd.ohio-state. edu/bds/app_a_01. pdO>
[4]. Petrov, Kiril. “Types of Fire Alarm Systems”. 17 Oct. 2010 <http://www.articles.doknow.org/>
[5]. Atmel. 2011. <www.atmel.com/atmel/acrobat/doc2467.pdf>
[6]. HiCow. “TypesOfFireAlarms”. 2011
<http://www.hicow.com/smoke-detector/fire-alarm-system/sensor-256582.html>
[7]. Modbus Protocol Reference Guide, MODICON, Inc. June 1996 North Andover, Massachusetts
[8]. “Introduction To MODBUS TCP/IP”. Technical Reference – Modbus TCP/IP. ACROMAG INCORPORATED. Wixom, USA 2005.
[9]. <http://www.temperatures.com/sensors/csensors/thermistors/>
[10]. Fitriawan, Helmy “ProtocolTCP/IP”.
<http://onno.vlsm.org/v11/ref-ind-1/network/mengenal-protokol-internet-tcpip-1998.rtf>
