PROTOTYPE SISTEM PEMBERITAHUAN KEAMANAN RUMAH MENGGUNAKAN SMS GATEWAY BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA328
SKRIPSI
JOSUA ARDIANSYAH S 180821048
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2021
PROTOTYPE SISTEM PEMBERITAHUAN KEAMANAN RUMAH MENGGUNAKAN SMS GATEWAY BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA328
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
JOSUA ARDIANSYAH S 180821048
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2021
PERNYATAAN
PROTOTYPE SISTEM PEMBERITAHUAN KEAMANAN RUMAH MENGGUNAKAN SMS GATEWAY BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA328
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Februari 2021
Josua Ardiansyah S 180821048
PENGHARGAAN
Puji dan syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya yang memberikan kekuatan dan kesehatan bagi penulis dalam menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan judul Prototype Sistem Pemberitahuan Keamanan Rumah Menggunakan SMS Gateway Berbasis Mikrokontroler Atmega328.
Dalam penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari doa, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Kedua Orangtua penulis, Bapak J. Silalahi (Alm) dan Ibu B. Simanjuntak, S.Pd yang selalu memberikan doa dan semangat bagi penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
2. Yth. Bapak Dr. Krista Sebayang, MS selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, S.Si, M.Si selaku Ketua Departemen Fisika FMIPA USU
4. Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc selaku Dosen Pembimbing yang telah meluangkan waktu serta bimbingan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
5. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi S-1 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
6. Senior saya Fathurrahman yang membantu penulis berupa ilmu dan motivasi dalam menyelesaikan skripsi ini.
7. Rekan S-1 Fisika Ekstensi 2018 Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
8. Dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu, yang telah membantu dan memotivasi penulis sehingga skripsi ini dapat terselesaikan.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam menyelesaikan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan skripsi ini. Semoga laporan skripsi ini dapat memberikan hal yang bermanfaat bagi penulis dan menambah wawasan bagi pembaca. Akhir kata penulis mengucapkan banyak terima kasih.
Medan, Februari 2021 Penulis
Josua Ardiansyah S
PROTOTYPE SISTEM PEMBERITAHUAN KEAMANAN RUMAH MENGGUNAKAN SMS GATEWAY BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA328
ABSTRAK
Saat ini sistem keamanan merupakan hal terpenting dalam kehidupan sehari-hari, individu maupun kelompok kerap kali memerlukan perlindungan atau keamanan demi menjaga kepentingan atau suatu hal yang dianggap perlu untuk dijaga. Untuk itu diperlukan sebuah alat untuk mengantisipasi tindak kejahatan saat seseorang meninggalkan rumah. Melihat kondisi yang sedang terjadi perlu adanya sebuah sistem keamanan tambahan bagi pemilik rumah sehingga dapat mengurangi tindakan pencurian. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan sebuah prototype sistem pemberitahuan keamanan rumah menggunakan SMS Gateway berbasis mikrokontroler atmega328. Pengendali yang digunakan dalam sistem keamanan ini adalah mikrokontroler Atmega328. Sistem ini menggunakan sensor Passive Infra Red (PIR) sebagai pendeteksi adanya pergerakan dan buzzer berbunyi ketika seseorang memasuki rumah. Keamanan ini juga dilengkapi dengan sensor magnetik switch sebagai pengaman pada setiap pintu. Setiap gerakan yang dideteksi oleh sensor Passive Infra Red (PIR) akan mengirim berupa notifikasi Short Message Service (SMS) ke nomor handphone pemilik rumah.
Kata Kunci : Keamanan Rumah, Sensor PIR, SMS Gateway, Atmega328
HOME SECURITY NOTIFICATION SYSTEM PROTOTYPE USING GATEWAY SMS BASED ATMEGA328
MICROCONTROLLER
ABSTRACT
Currently the security system is the most important thing in everyday life, individuals and groups often need protection or security in order to protect interests or something that is deemed necessary to be protected. For that we need a tool to anticipate crime when someone leaves the house. Seeing the current condition, it’s necessary to have an additional security system for home owners so that it can reduce theft. This study aims to develop a prototype home security notification system using gateway SMS based Atmega328 microcontroller. The controller used in this security system is the Atmega328 microcontroller. This system uses a Passive Infra Red (PIR) sensor to detect movement and a buzzer sounds when someone enters the house. This security is also equipped with a magnetic sensor switch as a safety for each door. Every movement detected by the Passive Infra Red (PIR) sensor will send a Short Message Service (SMS) notification to the home owner's mobile number.
Keywords : Home Security, PIR Sensor, Gateway SMS, Atmega328
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSETUJUAN i
PERNYATAAN ii
PENGHARGAAN iii
ABSTRAK v
ABSTRACT vi
DAFTAR ISI vii
DAFTAR GAMBAR ix
DAFTAR TABEL x
DAFTAR LAMPIRAN xi
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang 1
1.2. Rumusan Masalah 1
1.3. Batasan Masalah 2
1.4. Tujuan Penulisan 2
1.5. Manfaat Penulisan 2
1.6. Sistematika Penulisan 3
BAB II LANDASAN TEORI
2.1. Mikrokontroler 4
2.2. Mikrokontroler Atmega328 4
2.2.1. Fitur AVR Atmega328 5
2.2.2. Konfigurasi Pin Atmega328 7
2.2.3. Memori Atmega328 9
2.2.4. Komunikasi Serial pada Atmega328 9
2.2.5. Daya 10
2.3. Sensor 10
2.3.1. Sensor Passive Infra Red (PIR) 11 2.3.2. Cara Kerja Sensor PIR 12
2.4. Sensor Magnet 12
2.5. Modul SIM 800L 13
2.6. Short Message Service (SMS) 15
2.7. Power Supply (Catu Daya) 17
2.8. Buzzer 18
2.8.1. Cara Kerja Buzzer 19
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM
3.1. Diagram Blok 20
3.1.1. Fungsi setiap blok 20
3.2. Rangkaian Power Supply 21
3.3. Rangkaian Mikrokontroler 21
3.4. Rangkaian Sensor PIR 22
3.5. Rangkaian Sensor Magnetik Switch 23
3.6. Rangkaian SIM 800L 24
3.7. Rangkaian Buzzer 24
3.8. Rangkaian Keseluruhan Sistem 25 3.9. Diagram Alir Sistem (Flowchart) 26 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pengujian Power Supply 27
4.2. Pengujian Mikrokontroler Atmega328 27
4.3. Pengujian Sensor PIR 28
4.4. Pengujian Sensor Magnetik Switch 30
4.5. Pengujian SIM 800L 32
4.6. Pengujian Buzzer 33
4.7. Program Keseluruhan Sistem 34
4.8. Prototype Sistem 37
BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan 38
5.2. Saran 38
DAFTAR PUSTAKA 39
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Nomor Gambar Judul Halaman
2.1. Mikrokontroler 4
2.2. Mikrokontroler Atmega328 5
2.3. Arsitektur Pin Atmega328 7
2.4. Konfigurasi Pin Atmega328 7
2.5. Sensor PIR 11
2.6. Cara kerja sensor PIR 12
2.7. Sensor Magnet 12
2.8. Modul SIM 800L 13
2.9. Bentuk fisik Buzzer 18
3.1. Diagram Blok Sistem 19
3.2. Rangkaian Power Supply 20
3.3. Rangkaian Mikrokontroler 21
3.4. Rangkaian Sensor PIR 22
3.5. Rangkaian Sensor Magnetik Switch 22
3.6. Rangkaian SIM 800L 23
3.7. Rangkaian Keseluruhan Sistem 23
3.8. Flowchart Sistem 24
4.1. Hasil Pengujian Mikrokontroler 25 4.2. Pergerakan Sensor PIR luar saat tidak terdeteksi 26 4.3. Pergerakan Sensor PIR luar saat terdeteksi 27 4.4. Pergerakan Sensor PIR dalam saat tidak terdeteksi 27 4.5. Pergerakan Sensor PIR dalam saat terdeteksi 28
4.6. Sensor Pintu Tertutup 29
4.7. Sensor Pintu Terbuka 29
4.8. Tampilan Pengujian SIM 800L 31 4.9. Tampilan pesan SMS ke pemilik rumah 34
4.10. Rangkaian Sistem 35
DAFTAR TABEL
Nomor Tabel Judul Halaman
2.1. Spesifikasi Modul SIM 800L 14
2.2. Fungsi Setiap Pin Modul SIM 800L 14
4.1. Pengujian Power Supply 25
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Tampilan Alat
Lampiran 2. Datasheet Mikrokontroler Atmega328 Lampiran 3. Datasheet Sensor PIR
Lampiran 4. Datasheet Sensor Magnet Lampiran 5. Datasheet Modul SIM 800L
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Sistem keamanan lingkungan merupakan sistem perlindungan bagi warga di lingkungan dan sekitarnya dari gangguan kejahatan baik yang datang dari luar lingkungan ataupun dari dalam lingkungan itu sendiri. Sistem keamanan lingkungan yang baik harus dimulai dari lingkungan yang terkecil kemudian berlanjut dan terintegrasi antar sistem keamanan lingkungan kecil dengan sistem keamanan lingkungan yang lebih besar. Sistem keamanan lingkungan yang terkecil adalah sistem keamanan pada rumah. Sebuah sistem keamanan lingkungan yang baik, jika setiap rumah dalam lingkungan tersebut telah memiliki sistem keamanan yang baik. Hal itu akan memperkecil ruang gerak kejahatan pada lingkungan tersebut, sehingga setiap kejahatan yang muncul dapat langsung dideteksi lebih awal. Untuk memberikan rasa aman bagi pemilik rumah terhadap ancaman pencurian dan perampokan ketika sedang berada diluar rumah, maka salah satu solusinya adalah pemilik rumah harus mempunyai sistem keamanan yang dapat melindungi dan mencegah hal-hal yang tidak diinginkan oleh pemilik rumah seperti pencurian.
Melihat kondisi yang sedang terjadi perlu adanya sebuah sistem keamanan tambahan bagi pemilik rumah sehingga dapat mengurangi tindakan pencurian ketika mereka meninggalkan rumah. Sistem yang akan dirancang menggunakan sensor Passive Infra Red (PIR) yang dipasang pada pintu atau rumah digabungkan dengan sensor magnet sebagai pengaman pada setiap pintu. Penggunaan mikrokontroler sebagai alat untuk membantu dalam mewujudkan sistem yang berjalan secara otomatis. SMS yang merupakan satu fasilitas yang umum dimiliki oleh semua operator GSM, menjadikan biayanya relatif murah serta kebutuhan akan keamanan rumah yang ada saat ini semakin meningkat sejalan dengan berkembangnya teknologi modern. Maka penulis membuat sistem keamanan yang mampu untuk mendeteksi adanya gerakan dan perubahan pintu yang ada pada rumah dan memberitahu pemiliknya melalui pesan SMS.
1.2. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut.
1. Bagaimana merancang suatu sistem pemberitahuan keamanan rumah menggunakan sensor PIR berbasis mikrokontroler Atmega328?
2. Bagaimana merancang suatu sistem keamanan rumah menggunakan SMS Gateway berbasis mikrokontroler Atmega328?
3. Bagaimana prinsip kerja sistem pemberitahuan keamanan rumah dengan sensor PIR dan SMS Gateway berbasis mikrokontroler Atmega328?
1.3. Batasan Masalah
Berdasarkan uraian diatas, maka penulis membuat batasan masalah sebagai berikut :
1. Sensor yang digunakan adalah sensor PIR
2. Mikrokontroler yang digunakan adalah jenis Atmega328 3. SMS akan dikirimkan melalui modul SIM 800L
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Merancang suatu sistem keamanan rumah menggunakan sensor PIR berbasis mikrokontroler Atmega328 dengan notifikasi SMS.
2. Memaksimalkan manfaat SMS untuk sistem keamanan rumah 3. Untuk memberikan salah satu solusi dalam penjagaan rumah.
1.5. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengamankan sebuah rumah dari hal-hal yang tidak diinginkan seperti pencurian.
2. Meningkatkan keamanan dan ketentraman di dalam rumah sehingga pemilik rumah aman dari gangguan.
3. Untuk menambah ilmu pengetahuan yang diterapkan pada sistem keamanan rumah menggunakan sensor PIR berbasis mikrokontroler Atmega328 dengan output SMS kepada pemilik rumah.
1.6. Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman, maka penulis membuat sistematika laporan ini sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penulisan, manfaat penulisan, serta sistematika penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini menjelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian pendukung itu antara lain tentang Mikrokontroler atmega328, sensor PIR, modul SIM 800L, dan alat-alat pendukung lainnya.
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM
Bab ini membahas tentang perencanaan dan pembuatan sistem secara keseluruhan.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi uraian hasil pengujian alat yang dibuat dalam penelitian ini.
BAB V PENUTUP
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari laporan skripsi ini, serta saran apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah sebuah chip terintegrasi yang biasanya menjadi bagian dari sebuah embedded system (sistem yang didesain untuk melakukan satu atau lebih fungsi khusus yang real time). Mikrokontroler terdiri dari CPU, Memory, I/O (Input/Output) port dan timer seperti sebuah komputer standar, tetapi karena di desain hanya untuk menjalankan satu fungsi yang spesifik dalam mengatur sebuah sistem, mikrokontroler ini bentuknya sangat kecil dan sederhana dan mencakup semua fungsi yang diperlukan pada sebuah chip tunggal.
Mikrokontroler berbeda dengan mikroprocesor, yang merupakan sebuah chip untuk tujuan umum yang digunakan untuk membuat sebuah komputer multi fungsi atau perangkat yang membutuhkan beberapa chip untuk menangani berbagai tugas.
Mikrokontroler dimaksudkan untuk menjadi mandiri dan independen dan berfungsi sebagai komputer khusus yang kecil.
Gambar 2.1. Mikrokontroler 2.2. Mikrokontoler ATMega328
Mikrokontroler adalah sebuah perangkat komputasi mini atau dapat dikatakann sebuah komputer kecil yang dapat diprogram untuk melakukan hal-hal seperti menerima input dari sensor, menggerakkan motor bahkan untuk membuat sistem otomatisasi dan robot, dan banyak hal lainnya. AVR adalah sebuah mikrokontroler yang dibuat dengan menggunakan arsitektur Harvard dimana data dan program disimpan secara terpisah sehingga sangat baik untuk sebuah sistem terbenam di lapangan karena terlindungi dari interferensi yang dapat merusak isi program.
Salah satu mikrokontroler keluarga AVR yang dipergunakan pada perancangan ini
yaitu ATMega328. Mikrokontroler merupakan suatu chip dengan kepadatan yang sangat tinggi, dimana semua bagian yang diperlukan untuk suatu mikrokontroler sudah dikemas dalam satu keping, biasanya terdiri dari CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Acess Memory), EEPROM/EPROM/PROM/ROM, I/O, Timer dan lain sebagainya. Rata-rata mikrokontroler memiliki instruksi manipulasi bit, akses ke I/O secara langsung dan mudah, dan proses interupsi yang cepat dan efisien.
Gambar 2.2. Mikrokontroler ATMega328 2.2.1. Fitur AVR ATMega328
ATMega328 adalah mikrokontroler keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang dimana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer).
Mikrokontroler ATMega328 memiliki fitur cukup lengkap antara lain :
130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock
32 x 8-bit register serba guna.
Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.
32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.
Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanent karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.
Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.
Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.
Master / Slave SPI Serial interface
Mikrokontroler ATMega328 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 serbaguna 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 serbaguna diatas, 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.
Arduino juga memiliki program yang namanya boat loader yang sudah di tanam pada mikrokontrolernya, boat loader ini sendiri berfungsi untuk menjembatani antara software compiler arduino dengan mikrokontrolernya yang berfungsi untuk mengontrol dalam bentuk yang kecil. Disini mikrokontroler memiliki memori sendiri, serta proses-proses yang dapat berdiri sendiri, sehingga ketika dihubungkan dengan input dan output yang lain, pengguna juga dapat mengontrol alat tersebut. Arduino Uno adalah sebuah papan mikrokontroler yang didasarkan pada Atmega328.
Gambar 2.3. Arsitektur ATMega328 2.2.2. Konfigurasi Pin ATMega328
ATMega328 merupakan mikrokontroler keluarga AVR 8 bit. Beberapa tipe mikrokontroler yang sama dengan ATMega8 ini antara lain ATMega8535, ATMega16, ATMega32 dan ATMega328 yang membedakan antara mikrokontroler antara lain adalah ukuran memori. Banyak GPIO (pin input/output), peripherial (USART, timer, Counter, dll). Dari segi ukuran fisik, Atmega328 memiliki ukuran lebih kecil dibandingkan dengan beberapa mikrokontroler diatas.
Namun untuk segi memori dan periperial lainnya ATMega328 tidak kalah karena ukuran memori dan periperialnya relatif sama dengan ATMega8535 dan ATMega32 hanya saja jumlah GPIO lebih sedikit dibandingkan diatas.
Gambar 2.4. Konfigurasi Pin ATMega328
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 PORT B 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.
d. Selain itu pin ini juga berfungsi sebagai jalur pemograman serial (ISP).
e. TOSC1 (PB6) dan TOSC2 (PB7) dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk timer.
f. 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 PORT C antara lain sebagai berikut.
a. ADC6 channel (PC0, PC1, PC2, PC3, PC4, PC5) dengan resolusi sebesar 10 bit. ADC dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupa tegangan analog menjadi data digital.
b. I2C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada PORT C. 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 berfungsi untuk 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 interupsi hardware/software maka program utama akan berhenti dan akan menjalankan program interupsi.
c. XCK dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk USART, namun kita juga dapat memanfaatkan clock dari CPU, sehingga tidak perlu membutuhkan externalclock.
d. T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counter external untuk timer 1 dan timer 0.
e. AIN0 dan AIN1 keduanya merupakan masukan input untuk analog comparator.
2.2.3. 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.
2.2.4. Komunikasi Serial pada 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 menerjemahkan bentuk komunikasi ini melalui USB dan akan tampil sebagai Virtual Port di komputer.
Pada Arduino Software (IDE) terdapat monitor serial yang memudahkan data textual untuk dikirim menuju Arduino atau keluar dari Arduino. 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 libarary.
2.2.5. Daya
Mikrokontroler ATMega328 dapat diaktifkan dengan catu daya eksternal.
Adaptor ini dapat dihubungkan dengan menancapkan plug positif 2.1mm ke colokan listrik. Dari baterai dapat dimasukkan dalam Gnd dan Vin pin header dari konektor power. Mikrokontroler ATMega328 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 ATMega328 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 ATMega328 ini adalah sebagai berikut : a) VIN
Tegangan masukan pada mikrokontroler ATMega328 menggunakan sumber daya eksternal.
b) 5 V
Catu daya 5 volt ini digunakan untuk daya mikrokontroler dan komponen lainnya pada board mikrokontroler ATMega328. 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.
2.3. Sensor
Sensor adalah transduser yang berfungsi untuk mengolah variasi gerak, panas, cahaya atau sinar, magnetis, dan kimia menjadi tegangan serta arus listrik. Sensor sendiri adalah komponen penting pada berbagai peralatan. Sensor juga berfungsi sebagai alat untuk mendeteksi dan juga untuk mengetahui magnitude. Transduser sendiri memiliki arti mengubah, resapan dari bahasa latin traducere. Bentuk
perubahan yang dimaksud adalah kemampuan merubah suatu energi ke dalam bentuk energi lain. Sensor yang sering menjadi digunakan dalam berbagai rangkaian elektronik antara lain sensor cahaya atau sinar, sensor suhu, serta sensor tekanan.
Energi yang diolah bertujuan untuk menunjang dari pada kinerja piranti yang menggunakan sensor itu sendiri. Sensor sendiri sering digunakan dalam proses pendeteksi untuk proses pengukuran. Sensor yang sering menjadi digunakan dalam berbagai rangkaian elektronik antara lain sensor cahaya atau sinar, sensor suhu, serta sensor tekanan.
2.3.1. Sensor Passive Infra Red (PIR)
Sensor PIR atau disebut juga dengan Passive Infra Red merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu objek.
Sesuai dengan namanya sensor PIR bersifat pasif, yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar infra merah dari luar. Sensor PIR dapat mendeteksi radiasi dari berbagai objek dan karena semua objek memancarkan energi radiasi, sebagai contoh ketika terdeteksi sebuah gerakan dari sumber infra merah dengan suhu tertentu yaitu manusia mencoba melewati sumber infra merah yang lain misalnya dinding, maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor.
Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :
Lensa Fresnel
Penyaring Infra Merah
Sensor Pyroelektrik
Penguat Amplifier
Komparator.
Gambar 2.5. Sensor PIR
2.3.2. Cara Kerja Sensor PIR
Sensor PIR bekerja dengan cara menangkap pancaran infra merah, kemudian pancaran infra merah yang tertangkap akan masuk melalui lensa Fresnel dan mengenai sensor pyroelektrik, sinar infra merah mengandung energi panas membuat sensor pyroelektrik dapat menghasilkan arus listrik. Arus listrik inilah yang akan menimbulkan tegangan dan dibaca secara analog oleh sensor. Kemudian komperator akan membandingkan sinyal yang sudah diterima dengan tegangan referensi tertentu yang berupa keluaran sinyal 1-bit. Sensor PIR hanya akan mengeluarkan logika 0 dan 1. 0 saat sensor tidak mendeteksi adanya perubahan pancaran infra merah dan 1 saat sensor mendeteksi infra merah. Sensor PIR hanya dapat mendeteksi pancaran infra merah dengan panjang gelombang 8-14 mikrometer. Manusia memiliki suhu badan yang dapat menghasilkan pancaran infra merah dengan panjang gelombang antara 9-10 mikrometer, panjang gelombang tersebut dapat terdeteksi oleh sensor PIR membuat sensor ini sangat efektif digunakan sebagai human detektor. Sensor PIR hanya akan mendeteksi jika object bergerak atau secara teknis saat terjadi adanya perubahan pancaran infra merah. Pada umumnya sensor PIR memiliki jangkauan pembacaan efektif hingga 5 meter, namun sensor PIR memiliki jangkauan jarak dan sudut pembacaan yang bervariasi, tergantung karakteristik sensor.
Gambar 2.6. Cara kerja sensor PIR 2.4. Sensor Magnet
Sensor magnet disebut juga relai buluh adalah alat yang akan terpengaruh medan magnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran, seperti layaknya saklar dua kondisi (On/Off) yang digerakkan oleh adanya medan magnet disekitarnya. Biasanya sensor ini dikemas dalam bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari debu, kelembapan, asap maupun uap.
Sensor ini akan bekerja ketika jenis konduktor berada/mempengaruhi keberadaan medan magnet sehingga magnet dapat tertarik atau tertolak sesuai pengaruh yang diberikan.
Alat yang popular saat ini adalah Maglev (Magnet Letivation), alat ini diterapkan pada pintu mobil maupun pintu hotel karena alat ini berfungsi sebagai sensor maka akan mendeteksi penghantar yang sedang mendekat. Apakah cocok atau tidak, jika tidak tentu akan membuka pintunya.
Gambar 2.7. Sensor Magnet 2.5. Modul SIM 800L
SIM 800L adalah solusi pita ganda GSM / GPRS lengkap dalam modul SMT yang dapat ditanamkan di aplikasi pengguna. Dengan antarmuka standar industri, SIM 800L memberikan performa GSM / GPRS 900 / 1800 MHz untuk suara, SMS, Data, dan Faks dalam faktor bentuk kecil dan dengan konsumsi daya rendah.
Dengan konfigurasi kecil 24mm x 24mm x 3mm. SIM 800L dapat memenuhi hampir semua persyaratan ruang dalam aplikasi pengguna, terutama untuk permintaan desain yang ramping dan padat.
SIM 800L adalah modul SIM yang digunakan pada penelitian ini. Model SIM 800L GSM/GPRS adalah bagian yang berfungsi untuk berkomunikasi antara pemantau utama dengan handphone. AT Command adalah perintah yang dapat diberikan modem GSM/CDMA seperti untuk mengirim dan menerima data berbasis GSM/GPRS, atau mengirim dan menerima SMS SIM 800L 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 AT Command digunakan untuk mengatur atau member
perintah modul GSM/CDMA. Perintah AT Command dimulai dengan karakter
“AT” atau “at” dan diakhiri dengan kode (0x0d).
Gambar 2.8. Modul SIM 800L Adapun fitur dari Modul SIM 800L ini adalah sebagai berikut :
1. Quad-band 850/900/1800/1900 MHz.
2. Modul daya secara otomatis booting, pada jaringan rumahan.
3. Mendukung jaringan : Empat pita jaringan global.
4. Ukuran modul : 2,5 x 2,3 cm kelas 1 (1 W @ 1800/1900 Mhz).
5. TTL port serial untuk port serial, anda mampu menghubungkan secara langsung ke mikrokontroler. Tidak memerlukan MAX232 karena konsumsi daya rendah : 1,5mA (mode tidur).
6. Sinyal diatas papan akan menyala semua. Ia akan berkedip perlahan saat ada sinyal, apabila berkedip sangat cepat maka tidak ada sinyal.
Adapun spesifikasi modul GSM SIM 800L dapat dilihat pada tabel 2.2, spesifikasi modul GSM ialah sebagai berikut :
Tabel 2.1. Spesifikasi Modul SIM 800L
Jaringan Empat pita 850/900/1800/1900 MHz
Kelas GPRS Kelas 12
Kecepatan data 85,6 kbps
Antarmuka Serial
Tegangan kerja 3.4 - 4.3 V
Temperatur kerja -40 - 85
Modem GSM adalah 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, diantaranya adalah lampu indikator, terminal daya, terminal kabel ke komputer, antena dan untuk meletakkan kartu SIM.
Modul SIM 800L memiliki 12 pin dimana setiap masing-masing pin memiliki fungsi yang berbeda. Adapun fungsi dari setiap pin modul SIM 800L dapat dilihat pada tabel 2.2.
Tabel 2.2. Fungsi Setiap Pin Modul SIM 800L
Ring Ring Indikator
DTR Data Terminal Ready
MIC + Diferensial Input Audio MIC Positif MIC - Diferensial Input Audio MIC Negatif SPEAKER + Diferensial Input Audio Speaker Positif SPEAKER - Diferensial Input Audio Speaker Negatif
NET (Antena) Pin Antena Modul GSM
VCC Input Tegangan 3.4 V - 4.4 V
Reset Pin Reset Modul GSM
RX Menerima data serial
TX Mengirim data serial
GND Sistem Ground
2.6. Short Message Service (SMS)
Short Message Service (SMS) adalah merupakan salah satu layanan pesan teks yang dikembangkan dan distandardisasi oleh suatu badan bernama ETSI (European Telecommunication Standards Institute) sebagian dari pengembangan GSM (Global System for Mobile Communication) Phase 2, yang terdapat pada dokumentasi GSM 03.40 dan GSM 03.38. Fitur SMS ini memungkinkan perangkat Stasiun Seluler Digital (Digital Cellular Terminal, seperti Ponsel) untuk dapat mengirim dan menerima pesan-pesan teks dengan panjang sampai dengan 160 karakter melalui jaringan GSM.
Karakter yang dimaksud adalah alphabet A sampai Z, angka 0 sampai 9 dan spasi. Untuk karakter non-Latin, seperti Arab, Kanji atau Mandarin dengan panjang sampai dengan 70 karakter. SMS dapat dikirimkan ke perangkat stasiun seluler digital lainnya hanya dalam beberapa detik selama berada pada jangkauan pelayanan GSM. Lebih dari sekedar pengiriman pesan biasa, layanan SMS memberikan garansi SMS akan sampai pada tujuan meskipun perangkat yang dituju sedang tidak aktif yang dapat disebabkan karena sedang dalam kondisi mati atau berada di luar jangkauan layanan GSM. Dengan adanya fitur seperti ini maka layanan SMS juga cocok untuk dikembangkan sebagai aplikasi-aplikasi seperti : pager, e-mail, dan notifikasi voice mail, serta layanan pesan banyak pemakai (multiple user). Namun pengembangan aplikasi tersebut masih bergantung pada tingkat layanan yang disediakan oleh operator jaringan.
Para ahli telah mendiskusikan tentang kemungkinan mengirim pesan teks lewat telepon seluler sejak tahun 1980-an. Kemudian di awal tahun 1985, dalam sebuah diskusi yang dipimpin seorang ahli bernama J Audestad memutuskan untuk menjadikan layanan pengiriman pesan teks atau SMS ini menjadi salah satu fasilitas telepon seluler yang menggunakan sistem GSM. Sejarah SMS muncul pada Desember 1992. SMS adalah teknologi yang mampu mengirim dan menerima pesan antara telepon selular. SMS pertama ini dikirimkan oleh seorang ahli bernama Neil Papwort kepada Richard Jarvis menggunakan komputer Pesan itu dikirim dari sebuah komputer ke sebuah telepon seluler dalam jaringan GSM milik operator seluer Vodafone di Inggris. Menurut (Riadi, 2012),” SMS (Short Message Service) merupakan layanan yang banyak diaplikasikan pada sistem komunikasi tanpa kabel (nirkabel) memungkinkan dilakukannya pengiriman pesan dalam bentuk alphanumeric antar terminal pelanggan atau antar terminal pelanggan dengan sistem eksternal”. SMS berupa pesan teks, jumlah karakter pada setiap pengiriman bergantung pada operatornya. Operator selular di Indonesia umumnya membatasi 160 karakter untuk satu pengiriman dan penerimaan SMS. Selain itu SMS merupakan metode store dan forward sehingga keuntungan yang didapat adalah pada saat telepon selular penerima tidak dapat dijangkau, dalam arti tidak aktif atau diluar service area, penerima tetap dapat menerima SMS-nya apabila telepon selular tersebut sudah aktif kembali.
2.7. Power Supply (Catu Daya)
Power Supply adalah sebagai alat atau perangkat keras yang mampu menyuplai tenaga atau tegangan listrik secara langsung dari sumber tegangan listrik ke tegangan listrik yang lainnya atau dapat dikatakan sebagai alat bantu konverter tegangan listrik pada alat elektronik, yang dapat mengubah tegangan listrik yang memiliki arus AC ke arus DC.
Yang pada dasarnya Power Supply adalah sebuah jenis adaptor. Adaptor sebuah rangkaian yang berguna untuk mengubah tegangan AC (bolak-balik) yang tinggi menjadi tegangan DC (searah) yang rendah. Adaptor merupakan sebuah alternatif pengganti dari tegangan DC (seperti ; baterai dan aki) karena penggunaan tegangan AC lebih lama dan setiap orang dapat menggunakannya asalkan ada aliran listrik di tempat tersebut.
Adaptor juga banyak digunakan dalam alat sebagai catu daya, layaknya amplifier, radio, pesawat televisi mini dan perangkat elektronik lainnya. Perangkat elektronik adaptor sangatlah mudah untuk dibuat karena banyak dari komponennya yang dijual dipasaran. Pada dasarnya power supply termasuk dari bagian power conversion. Power conversion terdiri dari tiga macam :
1. Adaptor DC Converter 2. DC/DC converter 3. DC/AC inverter
Power supply untuk PC sering juga disebut PSU (Power Supply Unit) PSU termasuk power conversion AC/DC. Fungsi utamanya mengubah listrik arus bolak balik (AC) yang tersedia dari aliran listrik (di Indonesia, PLN) menjadi arus listrik searah (DC) yang dibutuhkan oleh komponen pada PC. Power supply diharapkan dapat melakukan fungsi berikut ini :
a. Rectification: konversi input listrik AC menjadi DC.
b. Voltage Transformation: memberikan keluaran tegangan / voltage DC yang sesuai dengan yang dibutuhkan.
c. Filtering: menghasilkan arus listrik DC yang lebih "bersih", bebas dari ripple ataupun noise listrik yang lain.
d. Regulation: mengendalikan tegangan keluaran agar tetap terjaga, tergantung pada tingkatan yang diinginkan, beban daya, dan perubahan kenaikan temperatur kerja juga toleransi perubahan tegangan daya input.
e. Isolation: memisahkan secara elektrik output yang dihasilkan dari sumber input.
f. Protection: mencegah lonjakan tegangan listrik (jika terjadi), sehingga tidak terjadi pada output, biasanya dengan tersedianya sekering untuk auto shutdown jika hal terjadi.
Idealnya, sebuah power supply dapat menghasilkan output yang bersih, dengan tegangan output yang konstan terjaga dengan tingkat toleransi dari tegangan input, beban daya, juga suhu kerja, dengan tingkat konversi efisiensi 100%.
Menurut jenisnya, power supply dibagi menjadi 2 jenis, yaitu power supply AT dan power supply ATX. Dimana power supply AT hanya digunakan pada awal-awal dibuatnya komputer dan hanya sampai ke komputer yang memiliki prosesor pentium 2, saat ini tidak digunakan lagi power supply AT karena power supply jenis ini tidak lagi mampu memberikan daya listrik yang cukup untuk komputer masa kini, serta sistem pengoperasiannya pun masih manual contohnya harus menekan tombol on atau off untuk mematikan dan menyalakannya, lain halnya dengan power supply berjenis ATX, jenis ini merupakan power supply masa kini yang memiliki daya listrik yang tinggi untuk memenuhi standar komputer masa kini, serta pengoperasiannya pun otomatis, dan terdapat tambahan konektor power SATA.
2.8. Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa
digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).
Pada umumnya, buzzer yang merupakan sebuah perangkat audio ini sering digunakan pada rangkaian anti maling, alarm pada jam tangan, bel rumah, peringatan mundur pada truk dan perangkat peringatan bahaya lainnya. Jenis buzzer yang sering ditemukan dan dan digunakan adalah buzzer yang berjenis Piezoelectric, hal ini dikarenakan buzzer Piezoelectric memiliki berbagai kelebihan seperti lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah dalam menggabungkan ke rangkaian elektronika lainnya.
Gambar 2.9. Bentuk fisik Buzzer 2.8.1. Cara Kerja Buzzer
Piezoelectric Buzzer adalah jenis Buzzer yang menggunakan efek Piezoelectric untuk menghasilkan suara atau bunyinya. Tegangan listrik yang diberikan ke bahan Piezoelectric akan menyebabkan gerakan mekanis, gerakan tersebut kemudian diubah menjadi suara atau bunyi yang dapat di dengar oleh telinga manusia dengan menggunakan diafragma dan resonator.
Jika dibandingkan dengan speaker, Piezo Buzzer relatif lebih mudah untuk digerakkan. sebagai contoh, Piezo Buzzer dapat digerakan hanya dengan menggunakan output langsung dari sebuah IC TTL, hal ini sangat berbeda dengan speaker yang harus menggunakan penguat khusus untuk menggerakan speaker agar mendapatkan intensitas suara yang dapat didengar oleh manusia.
Piezo Buzzer dapat bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekuensi di kisaran 1–5 kHz hingga 100 kHz untuk aplikasi Ultrasound. Tegangan Operasional Piezoelectric Buzzer yang umum biasanya berkisar diantara 3 Volt hingga 12 Volt.
BAB III
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM
3.1. Diagram Blok
Diagram blok merupakan salah satu bagian terpenting dalam perancangan peralatan elektronika, karena dari diagram blok dapat diketahui prinsip kerja keseluruhan dari rangkaian elektronika yang dibuat. Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang adalah sebagai berikut :
Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem 3.1.1. Fungsi setiap blok
1. Power Supply : Sebagai sumber tegangan 2. Sensor PIR : Pendeteksi gerakan
3. Sensor Pintu : Sebagai objek yang dikontrol
4. Atmega328 : Sebagai pusat kendali dari seluruh sistem 5. SIM 800L : Pengirim pesan SMS ke pemilik rumah 6. Handphone : Penerima pesan SMS yang dikirim 7. Buzzer : Sebagai output berupa bunyi atau suara.
Atmega328 Sensor Pir
dalam Sensor Pir luar
Power Supply
Handphone SIM 800L
Buzzer Sensor
Pintu
3.2. Rangkaian Power Supply
Power supply atau catu daya merupakan sebuah rangkaian elektronika yang digunakan sebagai penyedia sumber energi listrik untuk perangkat-perangkat elektronika dalam hal ini energi listrik tegangan DC.
Pada umumunya power supply biasa dikenal dengan nama adaptor. Komponen utama dari power supply pada umumnya antara lain :
Transformator atau trafo sebagai penurun tegangan
Dioda sebagai penyearah
Kapositor jenis ElCo (Elektrolit Condesator) sebagai filter atau penyaring guna meredam tegangan ripple pada rangkaian power supply
Transistor sebagai penstabil tegangan
Gambar 3.2. Rangkaian Power Supply 3.3. Rangkaian Mikrokontroler
Rangkaian Mikrokontroler merupakan pusat pengendalian dari bagian input dan keluaran serta pengolahan data. Penggunaan utama mikrokontroler adalah untuk mengontrol operasi sebuah mesin yang menggunakan program yang tepat dan disimpan dalam ROM. Atmega328 adalah mikrokontroler keluaran Atmel yang merupakan anggota dari keluarga AVR 8-bit. Mikrokontroler ini memiliki kapasitas flash (program memory) sebesar 32 Kb (32.768 bytes), memori (static RAM) 2 Kb (2.048 bytes), dan EEPROM (non-volatile memory) sebesar 1024 bytes.
Rancangan khusus dari keluarga prosesor ini memungkinkan tercapainya kecepatan eksekusi hingga 1 cycle per instruksi untuk sebagian besar instruksinya, sehingga dapat dicapai kecepatan mendekati 20 juta instruksi per detik. Atmega328 adalah prosesor yang kaya fitur. Dalam chip yang dipaketkan dalam bentuk DIP-28
terdapat 20 pin Input / Output (21 pin bila pin reset tidak digunakan, 23 pin bila tidak menggunakan oskilator eksternal), dengan 6 diantaranya dapat berfungsi sebagai pin ADC (analog-to-digital converter), dan 6 lainnya memiliki fungsi PWM (pulse width modulation).
Gambar 3.3. Rangkaian Mikrokontroler
3.4. Rangkaian Sensor PIR
Sensor PIR atau disebut juga dengan Passive Infra Red merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu objek.
Sesuai dengan namanya sensor PIR bersifat pasif, yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar infra merah dari luar. Sensor PIR dapat mendeteksi radiasi dari berbagai objek dan arena semua objek memancarkan energi radiasi, sebagai contoh ketika terdeteksi sebuah gerakan dari sumber infra merah dengan suhu tertentu yaitu manusia mencoba melewati sumber infra merah yang lain misal dinding, maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor.
Gambar 3.4. Rangkaian Sensor PIR
3.5. Rangkaian Sensor Magnetik Switch
Sensor magnet adalah sensor yang mudah terpengaruhi dan peka terhadap medan magnet kemudian memberikan perubahan kondisi output. Prinsip kerja sensor magnet yaitu akan aktif ketika konduktor mempengaruhi medan magnet, sehingga magnet tersebut tertolak atau tertarik sesuai dengan pengaruh konduktor yang diberikan.
3.6. Rangkaian SIM 800L
Rangkaian Modul SIM 800L ini berfungsi sebagai modul transfer data via GSM, Pin RX modul SIM 800L dihubungkan ke kaki 15 mikrokontroler, pin TX modul SIM 800L dihubungkan ke kaki 14, Pin GND dihubungkan ke GND.
Gambar 3.6. Rangkaian SIM 800L
3.7. Rangkaian Buzzer
Rangkaian buzzer ini berfungsi sebagai output berupa bunyi atau suara pada saat terjadi pergerakan pada pintu rumah saat keadaan perangkat ini aktif.
Gambar 3.7. Rangkaian Buzzer
3.8. Rangkaian Keseluruhan Sistem
Berikut ini adalah gambar keseluruhan rangkaian dari sistem keamanan rumah menggunakan SMS dengan memanfaatkan mikrokontroler Atmega328 sebagai pengatur setiap komponen yang digunakan.
Gambar 3.8. Rangkaian Keseluruhan Sistem
3.9. Diagram Alir Sistem (Flowchart)
Mulai
Inisialisasi
Sensor Mendeteksi
parameter
Ada pergerakan di
luar
Ada pergerakan di
dalam
Pintu terbuka
Buzzer non-aktif
Buzzer aktif
Selesai Kirim SMS
pergerakan diarea pagar
Kirim SMS seseorang telah masuk
Kirim SMS seseorang
telah membuka
pintu
y
t
t
t y
y
Gambar 3.9. Flowchart Sistem
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pengujian Power Supply
Power supply berfungsi untuk menyuplai tegangan ke alat tersebut. Tegangan yang dibutuhkan alat adalah 5 volt. Pengujian power supply dilakukan untuk mengetahui apakah tegangan yang masuk ke alat tersebut bernilai 5 volt.
Tabel 4.1. Pengujian Rangkaian Power Supply
No Pengujian Input Volt Output Volt
1 Pertama 11.9 4.9
2 Kedua 12.0 4.9
3 Ketiga 11.9 4.9
4 Keempat 11.9 5.0
5 Kelima 11.9 4.9
4.2. Pengujian Mikrokontroler ATMega328
Pada pengujian ini berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenis mikrokontroler oleh program downloader yaitu USB ISP dengan IC mikrokontroler ATMega328.
Pemrograman menggunakan mode ISP (In System Programming) mikrokontroler harus dapat diprogram langsung pada papan rangkaian dan rangkaian mikrokontroler harus dapat dikenali oleh program downloader.
Gambar 4.1. diatas adalah gambar read signature dari Mikrokontroler ATMega328.
Dengan demikian mikrokontroler telah dirancang dengan rangkaian yang benar, dan di program dengan program yang diinginkan sesuai dengan penelitian ini.
4.3. Pengujian Sensor PIR
Pengujian sensor PIR (Passive Infra Red) adalah untuk mengetahui apakah alat yang digunakan dalam kondisi baik atau dapat bekerja dengan normal dan juga untuk dapat lebih memahami cara kerja atau cara mengoperasikan komponen ini, baik dari sisi rangkaian maupun cara pemrograman.
#define s_luar A0 void setup() { Serial.begin(9600);
pinMode(s_luar, INPUT);
}
void loop() {
Serial.print("Sensor Luar : ");
Serial.println(digitalRead(s_luar));
}
Gambar 4.2. Pergerakan Sensor PIR luar saat tidak terdeteksi
Gambar 4.3. Pergerakan Sensor PIR luar saat terdeteksi
#define s_dalam A1 void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(s_dalam, INPUT);
}
void loop() {
Serial.print("Sensor Dalam : ");
Serial.println(digitalRead(s_dalam));
}
Gambar 4.4. Pergerakan Sensor PIR dalam saat tidak terdeteksi
Gambar 4.5. Pergerakan Sensor PIR dalam saat terdeteksi
4.4. Pengujian Sensor Magnetik Switch
Pengujian ini berfungsi untuk mendeteksi pergerakan yang ada di pintu rumah.
Sensor yang digunakan adalah sensor magnet. Sensor ini dihubungkan ke Atmega328, data yang diperoleh dari sensor ini akan menjadi data acuan pada alat ini.
#define s_pintu A2 void setup() { Serial.begin(9600);
pinMode(s_pintu, INPUT);
}
void loop() {
Serial.print("Sensor pintu : ");
int pintu = digitalRead(s_pintu);
if (pintu == pintu_terbuka){
Serial.println("Pintu Terbuka");
}
else if (pintu == pintu_tertutup){
Serial.println("Pintu Tertutup");
}
Gambar 4.6. Sensor Pintu tertutup
Gambar 4.7. Sensor Pintu terbuka
4.5. Pengujian SIM 800L
Pengujian Modul SIM 800L ini harus dilakukan dengan memprogram mikrokontroler untuk mengirim SMS.
Berikut adalah program untuk mengirim pesan ke nomor pemilik rumah.
#include <GPRS_Shield_Arduino.h>
#include <SoftwareSerial.h>
#include <Wire.h>
#define PIN_TX A4
#define PIN_RX A5
#define BAUDRATE 9600
#define PHONE_NUMBER "087869465574"
#define MESSAGE "hello,world"
GPRS gprs(PIN_TX,PIN_RX,BAUDRATE);
void setup() {
gprs.checkPowerUp();
Serial.begin(9600);
while(!gprs.init()) { delay(1000);
Serial.println("Initialization failed!");
}
while(!gprs.isNetworkRegistered()) {
delay(1000);
Serial.println("Network has not registered yet!");
}
Serial.println("gprs initialize done!");
Serial.println("start to send message ...");
if(gprs.sendSMS(PHONE_NUMBER,MESSAGE)){
Serial.print("Send SMS Succeed!\r\n");
} else {
Serial.print("Send SMS failed!\r\n");
} }
void loop() { }
Gambar 4.8. Tampilan Pengujian SIM 800L
4.6. Pengujian Buzzer
Dalam pengujian buzzer, dilakukan dengan memasukkan program sederhana untuk mengetahui dan menjalankan buzzer apakah berfungsi atau tidak. Buzzer ini berfungsi sebagai peringatan untuk alat tersebut.
Berikut adalah program yang digunakan untuk menghasilkan bunyi pada buzzer.
#define buzz 10 void setup() {
pinMode(10, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(10, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(10, LOW);
delay(1000);
}
Jika buzzer menghasilkan bunyi, hal itu menandakan bahwa dalam pengujian untuk buzzer berhasil.
4.7. Program Keseluruhan Sistem
Pengujian keseluruhan sistem dilakukan untuk mengetahui tingkat keberhasilan sistem dalam menjalankan fungsi-fungsi yang telah direncanakan.
Berikut adalah keseluruhan program untuk mengirim pesan ke nomor handphone pemilik rumah.
#define s_luar A0
#define s_dalam A1
#define s_pintu A2
#define buzz 10
#define pintu_tertutup 0
#define pintu_terbuka 1 int sp,sd,sl;
#include <GPRS_Shield_Arduino.h>
#include <SoftwareSerial.h>
#include <Wire.h>
#define PIN_TX A4
#define PIN_RX A5
#define BAUDRATE 9600
#define PHONE_NUMBER "087869465574"
GPRS gprs(PIN_TX,PIN_RX,BAUDRATE);
unsigned long previousMillis = 0;
const long interval = 60;
void setup() { Serial.begin(9600);
pinMode(s_luar, INPUT);
pinMode(s_dalam, INPUT);
pinMode(s_pintu, INPUT_PULLUP);
pinMode(buzz, OUTPUT);
gprs.checkPowerUp();
for (int x = 0; x < 10; x++){
digitalWrite(buzz,HIGH);
delay(20);
digitalWrite(buzz,LOW);
delay(800);
}
while(!gprs.init()) { delay(100);
digitalWrite(buzz,HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(buzz,LOW);
}
while(!gprs.isNetworkRegistered()) {
delay(100);
digitalWrite(buzz,HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(buzz,LOW);
delay(100);
digitalWrite(buzz,HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(buzz,LOW);
}
gprs.sendSMS(PHONE_NUMBER,"Inisialisasi ok");
}
void loop() {
if (digitalRead(s_luar) == HIGH && sl == 0){
gprs.sendSMS(PHONE_NUMBER,"Ada Pergerakan di area dalam pagar, Segera cek rumah anda!");
sl = 1;
}
if (digitalRead(s_dalam) == HIGH && sd == 0){
gprs.sendSMS(PHONE_NUMBER,"Ada Pergerakan di dalam rumah anda, Segera cek rumah anda!");
sd = 1;
buzer();
}
if (digitalRead(s_pintu) == pintu_terbuka && sp == 0){
gprs.sendSMS(PHONE_NUMBER,"Ada yang membuka pintu rumah anda, segera cek rumah anda!");
sp = 1;
buzer();
}
unsigned long currentMillis = millis()/1000;
if (currentMillis - previousMillis >= interval) { previousMillis = currentMillis;
sl = 0;
sd = 0;
sp = 0;
} }
void buzer(){
for (int x = 0; x < 20; x++){
delay(200);
digitalWrite(buzz,HIGH);
delay(300);
digitalWrite(buzz,LOW);
delay(200);
} }
Setelah pemrograman selesai dilakukan, kita dapat menjalankan alat sistem dengan menggunakan perangkat yang telah disediakan. Dari hasil perancangan dan pembuatan alat yang telah dilakukan kita dapat mengaplikasikan alat sistem keamanan rumah menggunakan handphone untuk pemantauan jarak jauh via SMS.
Berikut ini merupakan tampilan pesan SMS yang dikirimkan oleh sistem ke nomor pemilik rumah.
Gambar 4.9. Tampilan pesan SMS ke pemilik rumah
4.8. Prototype Sistem
Protoype sistem menggambarkan rangkaian dari alat yang akan dibangun.
Berikut gambar rangkaian di dalam sistem keamanan rumah.
Buzzer
Atmega328
Sensor PIR dalam
Sensor PIR luar
Sensor Magnet SIM 800L
BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Dari hasil perancangan alat hingga pengujian dan pembahasan sistem maka penulis dapat menarik kesimpulan sebagai berikut :
1. Telah dirancang suatu sistem keamanan rumah menggunakan sensor PIR berbasis mikrokontroler Atmega328 serta menampilkan hasil output berisi pesan atau SMS kepada pemilik rumah.
2. Sistem ini menawarkan biaya yang jauh lebih murah dibandingkan dengan pengendali lainnya, dimana biaya yang dikenakan tergantung pada kerjasama antara penyedia layanan dan operator seluler.
3. Perancangan sistem keamanan rumah ini menggunakan mikrokontroler Atmega328. Ini adalah salah satu solusi dalam penjagaan rumah, karena dengan adanya alat ini kita dapat memantau keamanan rumah lebih efesien lagi, sehingga dapat memberikan kenyamanan bagi penghuni rumah saat meninggalkan rumah.
5.2. Saran
Setelah melakukan penelitian, diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran untuk dilakukan penelitian lebih lanjut, yaitu :
1. Pada penelitian ini, alat yang telah dirancang secara fungsi dapat bekerja dengan baik, namun masih memerlukan pengembangan lebih lanjut agar sistem keamanan rumah menggunakan SMS ini semakin canggih dan efektif.
2. Sensor PIR yang dirancang masih memiliki banyak kelemahan, sehingga perlu adanya pengembangan lebih lanjut terhadap fungsinya.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Dwi, Andika. 2015. Power Supply.
http://punyaandikadwi.blogspot.com/2015/11/power-supply.html (Diakses : Januari 2021)
[2] Harja, Indra. 2012. Pengertian Buzzer.
https://indraharja.wordpress.com/2012/01/07/pengertian-buzzer/
(Diakses pada : Januari 2021)
[3] https://adoc.pub/bab-i-pendahuluan-a-latar-belakang- masalah5857d4d6cd7e6ca87d024ed1974049fa93104.html (Diakses : Januari 2021)
[4] https://docplayer.info/38083904-Bab-ii-landasan-teori-keras-terdiri-dari- mikrokontroler-atmega328-arduino-uno-arduino-ethernet.html
(Diakses : Januari 2021)
[5] https://eprints.akakom.ac.id/8187/3/3_153310019_BAB_II.pdf
[6] http://eprints.polsri.ac.id/4195/3/FILE%20III%20-%20BAB%20II.pdf [7] https://www.immersa-lab.com/pengertian-sensor-passive-infra-red-dan-
cara- kerjanya.htm (Diakses : Januari 2021)
[8] http://juli95elecktricall.blogspot.com/2015/12/bab-i-dasar-teori-power- supply-adalah.html
(Diakses : Januari 2021)
[9] http://repository.usu.ac.id/bitstream/handle/123456789/66836/Chapter%20 II.pdf?sequence=4&isAllowed=y
[10] https://teknikelektronika.com/pengertian-piezoelectric-buzzer-cara-kerja- buzzer/
(Diakses : Januari 2021)
[11] Nurul Hidayah, Aep. 2016. Pengertian SMS.
https://aepnurulhidayat.wordpress.com/2016/04/12/pengertian-sms-by-aep- nurul-hidayah/
(Diakses : Januari 2021)
[12] Potokatu, Fresly. 2016. Pengertian Mikrokontroler.
https://freslypotokatublog.wordpress.com/xi-tkj-1/pengertianfungsijenis- jenis-dan-manfaat-microcontroler/
(Diakses : Januari 2021)
[13] Setiawan, Fajar. 2014. Sensor Magnet.
http://fajarsetiawan1994.blogspot.com/2014/03/sensor-magnet.html (Diakses : Januari 2021)
[14] Suprianto. 2015. Pengertian Sensor.
http://blog.unnes.ac.id/antosupri/pengertian-sensor/
(Diakses : Januari 2021)
LAMPIRAN
Tampilan Alat
Berikut gambar tampilan keseluruhan alat
(a) (b)
(c)
Gambar Tampilan Alat
(a) Tampak depan sistem (b) Tampak dalam sistem (c) Tampak dari samping
Features
• High Performance, Low Power AVR® 8-Bit Microcontroller
• Advanced RISC Architecture
– 131 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle Execution – 32 x 8 General Purpose Working Registers
– Fully Static Operation
– Up to 20 MIPS Throughput at 20 MHz – On-chip 2-cycle Multiplier
• High Endurance Non-volatile Memory Segments
– 4/8/16/32K Bytes of In-System Self-Programmable Flash progam memory (ATmega48PA/88PA/168PA/328P)
– 256/512/512/1K Bytes EEPROM (ATmega48PA/88PA/168PA/328P) – 512/1K/1K/2K Bytes Internal SRAM (ATmega48PA/88PA/168PA/328P) – Write/Erase Cycles: 10,000 Flash/100,000 EEPROM
– Data retention: 20 years at 85°C/100 years at 25°C(1) – Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits
In-System Programming by On-chip Boot Program True Read-While-Write Operation
– Programming Lock for Software Security
• Peripheral Features
– Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescaler and Compare Mode
– One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare Mode, and Capture Mode
– Real Time Counter with Separate Oscillator – Six PWM Channels
– 8-channel 10-bit ADC in TQFP and QFN/MLF package Temperature Measurement
– 6-channel 10-bit ADC in PDIP Package Temperature Measurement
– Programmable Serial USART – Master/Slave SPI Serial Interface
– Byte-oriented 2-wire Serial Interface (Philips I2C compatible) – Programmable Watchdog Timer with Separate On-chip Oscillator – On-chip Analog Comparator
– Interrupt and Wake-up on Pin Change
• Special Microcontroller Features
– Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection – Internal Calibrated Oscillator
– External and Internal Interrupt Sources
– Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down, Standby, and Extended Standby
• I/O and Packages
– 23 Programmable I/O Lines
– 28-pin PDIP, 32-lead TQFP, 28-pad QFN/MLF and 32-pad QFN/MLF
• Operating Voltage:
– 1.8 - 5.5V for ATmega48PA/88PA/168PA/328P
• Temperature Range:
– -40°C to 85°C
• Speed Grade:
– 0 - 20 MHz @ 1.8 - 5.5V
• Low Power Consumption at 1 MHz, 1.8V, 25°C for ATmega48PA/88PA/168PA/328P:
– Active Mode: 0.2 mA – Power-down Mode: 0.1 µA
– Power-save Mode: 0.75 µA (Including 32 kHz RTC)
