15-Vol6No1Mar2013- Ruri Hartika Zain

JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN ISSN : 2086 4981 VOL. 6 NO. 1 Maret 2013

146

SISTEM KEAMANAN RUANGAN MENGGUNAKAN SENSOR PASSIVE INFRA RED (PIR) DILENGKAPI KONTROL PENERANGAN PADA RUANGAN

BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8535 DAN REAL TIME CLOCK DS1307

Ruri Hartika Zain1

ABSTRACT

INTISARI

Keamanan gedung dan rumah mewah sangat diperlukan untuk mengatasi tindak kejahatan seperti pencurian dan perampokan. Untuk pengamanan gedung dan rumah mewah diperlukan sebuah sistem pengamanan yang dapat diaplikasikan atau digunakan oleh suatu perusahaan. Salah satunya adalah sistem keamanan dengan menggunakan sensor Passive Infra Red (PIR) KC7783R dan mikrokontroler ATmega8535 yang sudah di dukung dengan bahasa pemograman C. Sistem keamanan gedung dan rumah mewah diantaranya menggunakan kamera CCTV yang dipantau oleh operator yang diminta oleh pemilik gedung atau rumah mewah tersebut. Kamera CCTV ada yang menggunakan sensor IR dan ultrasonik, tetapi dalam penggunaannya juga dibutuhkan sumber sensor lain. Contohnya, sensor otomatis yaitu PIR sensor dengan jangkauan yang cukup panjang. Kata Kunci : Keamanan, CCTV, Sensor

1 Dosen Fakultas Ilmu Komputer UPI YPTK


147

PENDAHULUAN Kemanan gedung dan rumah

mewah sangat diperlukan untuk mengatasi tindak kejahatan seperti pencurian dan perampokan. Untuk pengamanan gedung dan rumah mewah diperlukan sebuah sistem pengamanan yang dapat diaplikasikan atau digunakan oleh suatu perusahaan. Salah satunya adalah sistem keamanan dengan menggunakan sensor Passive Infra Red (PIR) KC7783R dan mikrokontroler ATmega8535 yang sudah di dukung dengan bahasa pemograman C. Sistem keamanan gedung dan rumah mewah diantaranya menggunakan kamera CCTV yang dipantau oleh operator yang diminta oleh pemilik gedung atau rumah mewah tersebut. Kamera CCTV ada yang menggunakan sensor IR dan ultrasonik, tetapi dalam penggunaannya juga dibutuhkan sumber sensor lain. Contohnya, sensor otomatis yaitu PIR sensor dengan jangkauan yang cukup panjang.

Hal diatas sangat diperlukan untuk memudahkan urusan pemantauan terhadap aktifitas yang terjadi disekita atau di dalam gedung dan rumah mewah, sehingga sewaktu-waktu bias dipantau hal-hal yang di indikasikan perampokan atau pencurian, karena dapat merekam secara langsung aktifitas yang terjadi di sekitar atau didalam gedung dan rumah mewah tersebut.

PENDEKATAN PEMECAHAN MASALAH Definisi Smart Home

Sistem sistem keamanan ruangan adalah sistem aplikasi yang merupakan gabungan antara teknologi dan pelayanan yang dikhususkan pada lingkungan rumah dengan fungsi tertentu yang bertujuan meningkatkan efesiensi, kenyamanan dan keamanan

penghuninya. Sistem rumah cerdas biasanya terdiri dari perangkat kontrol, monitoring dan otomatisasi beberapa perangkat atau peralatan rumah yang dapat diakses melalui sebuah komputer (www.wikipedia.com),terjemahan). Komponen Keamanan Ruangan

Sistem keamanan ruangan adalah sistem yang terdiri dari beberapa komponen pendukung yang saling berinteraksi satu sama lain. Sebuah pengamanan rumah dapat dikatakan sebagai rumah cerdas apabila memiliki komponen personal internal networking, intelligent control dan home auotomation.

Gambar 1. Komponen Keamanan Ruangan

Sumber : www.wikipedia.com Sistem Kontrol

Pengontrolan otomatis adalah pengontrolan yang dilakukan oleh mesin-mesin atau peralatan yang bekerja secara otomatis dan operasinya di bawah pengawasan manusia (Netustil, 1978), Terjemahan. Sesuai dengan fungsi pengontrolan secara menyeluruh, maka komponen sistem pengontrolan dapat dibagi atas 4 bagian yaitu : sensor (Transducer), pemproses, penggerak dan penguat.

Sistem kontrol berdasarkan cara kerjanya dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu sistem kontrol loop terbuka dan tertutup.


148

Sistem Loop Terbuka Pada sistem kendali loop

terbuka, hasil keluaran tidak mempunyai pengaruh terhadap aksi kontrol dengan kata lain pada sistem kendali ini keluaran tidak dapat digunakan sebagai perbandingan atau umpan balik dengan masukan sistem. Sistem Loop Tertutup

Sistem yang dapat memanfaatkan keluaran sebagai acuan dari masukan suatu sistem disebut sebagai sistem kendali loop tertutup atau sering dikatakan sebagai sistem kontrol umpan balik. Sederhananya sistem kontrol umpan balik dan sistem kendali loop tertutup selalu berarti penggunaan aksi kontrol umpan balik untuk mengurangi kesalahan sistem [(Katsuhiko, 1997), terjemahan]. Mikrokontroler ATMEGA8535

Mikrokontroler ATmega8535 merupakan salah satu mikrokontroler keluaran ATMEL dengan 8 Kilobyte flash perom (Programble and Erasable Read Only Memory), ATmega8535 memiliki memori dengan teknologi nonvolatile memori, isi memori tersebut dapat diisi ulang ataupun dihapus berkali-kali. Memori bisa digunakan sesuai dengan program dan fungsinya.

Mikrokontroler ATmega8535 secara garis besar terdiri dari CPU yang terdiri dari 32 buah register, saluran I/O, ADC, Port antarmuka, Port serial. Mikrokontroler ATmega8535 merupakan anggota keluarga mikrokontroler AVR (Alf and Vegards Risc Processor).

Arsitektur ATMega 8535

Gambar 2. Arsitektur ATmega8535

Mikrokontroler ATmega8535

memiliki arsitektur Harvard, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan unjuk kerja dan paralelisme. Instruksi-instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil (pre-fetched) dari memori program. Konsep inilah yang memungkinkan instruksi-instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock.

32 x 8 bit register serba guna digunakan untuk mendukung operasi pada Arithmetic Logical Unit (ALU) yang dapat dilakukan dalam satu siklus. 6 dari register serbaguna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16 bit pada mode pengalamatan tak langsung untuk mengambil data pada ruang memori data. Ketiga register pointer 16 bit ini disebut dengan register X


149

(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 (word). Setiap alamat memori program terdiri dari instruksi 16-bit atau 32-bit. Selain register serbaguna di atas, terdapat register lain yang terpetakan dengan teknik memory mapped I/O selebar 64 Byte. Beberapa register ini digunakan untuk fungsi khusus antara lain sebagai register control Timer/Counter, interupsi, ADC, USART, SPI, EEPROM dan fungsi I/O lainnya. Register register ini menempati memori pada alamat 0x20h 0x5fh.

1. Blok Diagram Mikrokontroler

Atmega8535 Pada bagian ini digambarkan

blok diagram yang terdapat pada piranti mikrokontroler :

Gambar 3. Blok Diagram

Mikrokontroler ATmega 8535 Sumber : www.innovativeelectronics.com Konfigurasi Pin dan Penjelasan

Susunan pin-pin mikrokontroler ATmega 8535 diperlihatkan pada gambar 2.7. Penjelasan masing-masing pin sebagai berikut :


150

Gambar 4. Susunan pin

(kaki) Mikrokontroler Atmega8535

Sumber : www.innovativeelectronics.com Keterangan gambar yaitu: a. Pin 1 8 adalah Port B (PB0

PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu timer/ counter, komparator analog, dan SPI.

b. Pin 9 (reset) adalah pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler, dan bekerja bila diberi pulsa rendah (aktif low) selama minimal 1.5 us.

c. Pin 10 (Vcc) merupakan pin masukan positif catu daya. Setiap peralatan eletronika digital tentunya butuh sumber catu daya yang umumnya sebesar 5V itulah sebabnya di PCB kit mikrokontroler selalu ada IC regulator 7805.

d. Pin 11 (Ground) sebagai pin ground.

e. Pin 12 dan Pin 13 (XTAL 2 dan XTAL 1) sebagai pin masukan clock exsternal. Suatu mikrokontroler membutuhkan sumber detak atau clock agar dapat mengeksekusi instruksi yang ada di memori. Semakin tinggi nilai kristalnya maka

semakin cepat mikrokontroler tersebut.

f. Pin 14 21 adalah Port D (D0 - D7 ) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus yaitu komparator analog, interupsi internal dan komunikasi serial.

g. Pin 22 29 adalah Port C (PC0 PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus yaitu TWI, komparator analog, dan timer osilator.

h. Pin 30 (AVCC) sebagai pin masukan tegangan untuk ADC.

i. Pin 31 (GND) sebagai pin ground.

j. Pin 32 (AREF) sebagai pin masukan tegangan referensi analog untuk ADC.

k. Pin 33 - 40 adalah Port A (PA0 PA7) merupakan pin I/O dua arah dan dapat diprogram sebagai pin masukan 8 chanel ADC.

Komponen Pendukung

Adapun komponen yang dipakai dalam perancangan sistem, adalah sebagai berikut : 1. PIR (Passive Infrared)

Sensor PIR (Passive Infrared) adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengindra atau menangkap suatu besaran fisis (temperatur suhu tubuh manusia) dan merubahnya kebentuk sinyal listrik. Sesuai namanya, Passive Infrared, sensor ini bersifat pasif. Sensor ini menerima sinyal infrared yang dipancarkan oleh suatu objek yang bergerak (dalam hal ini tubuh manusia). Saat ini dipasaran banyak sekali terdapat jenis sensor PIR, seperti halnya peralatan elektronik yang lainnya, harganya tergantung dari negara pembuat, kwalitas dan juga Merk-nya. Salah satu model sensor PIR adalah dapat dilihat pada gambar 2.5.


151

Gambar 5. Sensor PIR

Sensor PIR mempunyai dua elemen sensing yang terhubungkan dengan masukan, seperti gambar 2.5. Jika ada sumber panas yang lewat di depan sensor tersebut, maka sensor akan mengaktifkan sel pertama dan sel kedua sehingga akan menghasilkan bentuk gelombang seperti ditunjukkan dalam gambar 2.6.

Gambar 6. Diagram Internal

Rangkaian Sensor PIR

Gambar 7. Arah Jangkauan

Gelombang Sensor PIR Berikut ini adalah Karakteristik

dari sensor PIR [(http://www.ft-elektro.usk.ac.id/rekayasa/2007/613_2007.pdf)] : 1. Tegangan operasi 4.7 10 Volt 2. Arus standby (tanpa beban) 300

A

3. Suhu kerja antara -20o C 50o C

4. Jangkauan deteksi 5 meter 5. Kecepatan deteksi 0.5 detik

Selain itu, sensor PIR juga sangat mudah digunakan karena hanya menggunakan satu pin I/O sebagai penerima informasi sinyal gelombang infra merah yang dapat dihubungkan ke Mikrokontroler (gambar 2.12).

Gambar 8. Konfigurasi Pin Sensor

PIR Keterangan dari pin-pin sensor

PIR : Pin - (Vss) : Dihubungkan ke ground atau Vss Pin + (Vdd) : Dihubungkan ke +5 Vdc atau Vdd Pin OUT (Output ) : Diberikan untuk penyetelan keluaran yang diinginkan. 2. LCD (Display Dot Matrix)

LCD adalah sebuah display dot matrix yang difungsikan untuk menampilkan tulisan berupa angka atau huruf sesuai dengan yang diinginkan (sesuai dengan program yang digunakan untuk mengontrolnya). Pada PKL ini penulis menggunakan LCD dot matrix dengan karakter 2 x 16, sehingga kaki-kakinya berjumlah 16 pin.

LCD sebagaimana output yang dapat menampilkan tulisan sehingga lebih mudah dimengerti, dibanding jika menggunakan LED saja. Dalam modul ini menggunakan LCD


152

karakter untuk menampilkan tulisan atau karakter saja.

Tampilan LCD terdiri dari dua bagian, yakni bagian panel LCD yang terdiri dari banyak titik. LCD dan sebuah mikrokontroler yang menempel dipanel dan berfungsi mengatur titik-titik LCD tadi menjadi huruf atau angka yang terbaca.

Huruf atau angka yang akan ditampilkan dikirim ke LCD dalam bentuk kode ASCII, kode ASCII ini diterima dan diolah oleh mikrokontroller di dalam LCD menjadi titik-titik LCD yang terbaca sebagai huruf atau angka. Dengan demikian tugas mikrokontroller pemakai tampilan LCD hanyalah mengirimkan kode-kode ASCII untuk ditampilkan. Tabel 1. Fungsi dari pin-pin pada

LCD karakter

No Pin

Nama Pin Fungi Pin

Pin 1

Vss/GND

Sebagai Tegangan 0 volt atau ground

Pin 2

Vcc Sebagai Tegangan Vcc.

Pin 3

VEE/Vcontrast

Sebagai tegangan pengatur kontras pada LCD

Pin 4

RS RS (register select): "0" : input instruksi "1" : input data

Pin 5

R/W Sebagai signal yang digunakan untuk memilih mode membaca atau menulis

"0" : Menulis "1" : Baca

Pin 6

E (Enable) Untuk mulai pengiriman data atau instruksi

Pin 7 - 14

DB 0 s/d DB 7 Untuk mengirimkan data karakter

Pin 15 - 16

Anode dan Katode

Untuk mengatur cahaya pada background LCD atau instruksi

LCD memerlukan daya yang

sangat kecil, tegangan yang dibutuhkan juga sangat rendah yaitu +5 VDC. Panel TN LCD untuk pengaturan kekontrasan cahaya pada display dan CMOS LCD drive sudah terdapat di dalamnya. Semua fungsi display dapat dikontrol dengan memberikan instruksi. Ini membuat LCD berguna untuk range yang luas dari terminal display unit untuk mikrokomputer dan display unit measuring gages. Cara kerja LCD yaitu:

D1 D7 pada LCD berfungsi menerima data dari mikrokontroler. Untuk menerima data, pin 5 pada LCD (R/W) harus diberi logika 0 dan berlogika 1 untuk mengirimkan data kemikrokontroller. Setiap kali menerima / mengirimkan data untuk mengaktifkan LCD diperlukan sinyal E ( Chip Enable ) dalam bentuk perpindahan logika 1 ke 0 sedangkan pin RS (Register Selector) berguna untuk memilih instruction register (IR) atau data register (DR). Jika RS =1 dan R/W=1 maka akan dilakukan penulisan data ke DDRAM sedangkan jika RS dan R/W berlogika 1 akan membaca data dari DDRAM ke register DR. Karakter yang akan ditampilkan ke display disimpan dimemori DDRAM.


153

Gambar 9. Bentuk LCD

3. Buzzer

Alarm berfungsi untuk memberitahukan jika terjadi suatu kejadian tidak sesuai dengan yang diinginkan. Alarm yang akan digunakan pada alat ini adalah alarm DC (buzzer). Gambar di bawah ini merupakan gambar rangkaian driver penguat alarm.

Gambar 10. Rangkaian

Penguat Alarm 4. Relay

Relay adalah alat elektromagnetik yang bila dialiri arus akan menimbulkan medan magnet pada kumparan untuk menarik saklar (switch) agar terhubung, dan bila tidak dialiri arus akan melepaskan saklar kembali.

Relay relatif merupakan alat elektromagnetik yang sederhana, dapat terdiri dari sebuah kumparan atau selenoida, sebuah inti ferromagnetic dan armatur atau saklar yang dapat berfungsi sebagai penyambung atau pemutus arus.

5. Resistor

Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan

untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon . Dari hukum Ohms diketahui, resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm. Tipe resistor yang umum adalah berbentuk tabung dengan dua kaki tembaga di kiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna untuk memudahkan pemakai mengenali besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan Ohmmeter. Kode warna tersebut adalah standar manufaktur yang dikeluarkan oleh EIA (Electronic Industries Association).

6. Kapasitor

Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yang sering dipakai didalam merancang suatu sistem yang berfungsi untuk mengeblok arus DC, Filter, dan penyimpan energi listrik. Didalamnya 2 buah pelat elektroda yang saling berhadapan dan dipisahkan oleh sebuah insulator. Sedangkan bahan yang digunakan sebagai insulator dinamakan dielektrik. Ketika kapasitor diberikan tegangan DC maka energi listrik disimpan pada tiap elektrodanya. Selama kapasitor melakukan pengisian, arus mengalir. Aliran arus tersebut akan berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang membedakan tiap-tiap kapasitor adalah dielektriknya.

7. Dioda

Dioda adalah peralatan semikonduktor bipolar yaitu kutub anoda dan kutub katoda. Dalam operasinya, dioda akan bekerja bila diberi arus bolak-balik (AC) dan berfungsi sebagai penyearah. Selain itu dioda dapat mengalirkan arus searah (DC) dari kutub anoda (+) ke kutub katoda (-). Jika kutub anoda


154

diberi arus negatif dan kutub katoda diberi arus positif maka dioda akan bersifat menahan arus listrik.

Dioda merupakan gabungan antara bahan semikonduktor tipe P dan tipe N. Bahan tipe P adalah bahan campuran yang terdiri dari germanium atau silikon dengan aluminium dan merupakan bahan yang kekurangan elektron dan bersifat positif. Bahan tipe N adalah bahan campuran yang terdiri dari germanium atau silicon dengan fosfor dan merupakan bahan yang kelebihan elektron dan bersifat negatif. 8. LED (light Emiting Diode)

Kebanyakan semikonduktor akan memancarkan cahaya apabila ditembaki energi. Penembakan energi ini dapat tejadi dalam bentuk elektron, cahaya atau panas. Dioda Emisi Cahaya (Light Emiting Diode) menggunakan sifat ini, dimana LED adalah dioda yang dipasang dalam wadah tembus pandang yang akan menyala/memancarkan cahaya bila dilalui arus. Dengan menggunakan unsur-unsur seperti : gelium, arsen dan posfor, maka bisa didapatkan LED yang menghasilkan cahaya merah atau cahaya tak tampak. Bila sebuah LED diberi tegangan maju, maka LED tersebut akan memancarkan cahaya karena elektron-elektron bebasnya akan bergabung kembali dengan lubang disekitar persambungan ketika melaju dari tingkat energi yang lebih tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah [(Sudono, Agus, 2000)].

9. Transistor

Transistor termasuk komponen aktif. Transistor sendiri diciptakan oleh tiga orang Amerika yang bernama J. Barden WH, Brattain dan W Shockey pada tahun 1948.

Sama halnya dengan komponen semi konduktor lainnya transistor dibuat dari bahan indium, germanium dan silikon. Dalam

bidang elektronika komponen transistor banyak sekali macamnya, diantaranya jenis transistor bipolar dan jenis transistor efek medan. Bipolar adalah jenis transistor yang paling umum dan paling banyak digunakan dalam rangkaian elektronika.

10. Integrated Circuit ( IC )

IC (Integrated Circuit) merupakan suatu komponen semikonduktor yang di dalamnya terdapat puluhan, ratusan atau ribuan, bahkan lebih komponen dasar elektronik yang terdiri dari sejumlah komponen resistor, transistor, dioda, dan komponen semikonduktor lainnya. Komponen dalam IC tersebut membentuk suatu rangkaian yang terintegrasi menjadi sebuah rangkaian berbentuk chip kecil.

11. Lampu Pijar

Lampu pijar adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui penyaluran arus listrik melalui filamen yang kemudian memanas dan menghasilkan foton. Kaca yang menyelubungi filamen panas tersebut menghalangi oksigen di udara dari berhubungan dengannya sehingga filamen tidak akan langsung rusak akibat teroksidasi. Lampu pijar diperkenalkan pertama kalinya kepada umum oleh Thomas Alva Edison pada 31 Desember 1879.

Gambar 10. Lampu Pijar

Sumber : Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas


155

12. Transfomator Transformator mengubah

tegangan AC dari satu besaran tegengan ke tegangan lain. Transformator step-up meningkatkan tegangan, sedangkan transformator step-down menurunkan tegangan. HASIL DAN PEMBAHASAN Desain Secara Umum

Di dalam proses penganalisaan sistem perlu dilakukan pendefenisian terhadap sistem yang akan dirancang secara menyeluruh. Artinya bahwa harus ada gambaran yang kompleks secara jelas mengenai ruang lingkup pembahasan. Sebagai medianya adalah berupa context diagram. Untuk lebih jelasnya desain dari sistem ini dapat dilihat pada context diagram dibawah ini :

Context Diagram

Sub bab ini merupakan penjabaran setiap external entity secara keseluruhan yang digambarkan melalui context diagram. Context diagram merupakan pendefenisian terhadap sistem yang akan dirancang yang bersifat menyeluruh. Context diagram ini digunakan utuk memudahkan dalam proses penganalisaan sistem yang dirancang secara keseluruhan .

Context diagram berfungsi sebagai media, yang terdiri dari suatu proses dan beberapa buah external entity. Context diagram yang dimaksud dapat dilihat pada gambar 11 dibawah ini :

LCDRTC

Sinyal Analog

Bit Data

Sistem Minimum

Mikrokontroler

ATMega8535

0

Sinyal Digital

Microkontroler

ATMega8535

DataInstruksi

Modul

Program

Data Instruksi

LAMPU

ALARM

SENSOR

PIR

Sinyal Analog

Bit Data

Gambar 11. Context Diagram

Sesuai dengan penamaanya

maka proses ini akan mengolah data input menjadi output. Proses ini akan berinteraksi dengan beberapa entiti yaitu : 1. RTC

RTC berfungsi untuk inputan waktu.

2. Sensor Pir Berfungsi sebagai pendeteksi adanya gerakan yang masuk ke ruangan.

3. Modul Program 2. Melakukan pembacaan

terhadap pin-pin mikrokontroler, baik pembacaan terhadap sinyal-sinyal input, memberikan instruksi-instruksi untuk mengaktifkan pin-pin output. Modul program mengontrol semua proses yang terjadi pada sistem dan program yang digunakan adalah bahasa pemograman C menggunakan software Code Vision AVR.

3. Mikrokontroler ini berfungsi sebagai tempat pusat pengolahan seluruh data / instruksi. Mikrokontroler yang


156

digunakan yaitu Mikrokontroler ATMega8535.

4. Buzzer Buzzer di gunakan sebagai pemberi tahu apabila waktu kuliah telah masuk, maka buzzer akan berbunyi sesuai dengan modul program yang kita gunakan.

5. LCD LCD befungsi untuk

menampilkan jam yang kita atur.

6. Lampu Sebagai penerangan pada ruangan.

Data Flow Diagram (DFD)

Data flow diagram adalah aliran data dari alat yang dibuat. Data flow diagram yang digunakan adalah data flow diagram level 0 karena hanya satu sistem saja yang dikembangkan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Microcontroler

ATMega8535RTC Buzzer

1.0

Pengiriman

Sinyal Ke MC

ATMega 8535

Sinyal

Analog

Sinyal

Analog1 Bit

Data

2 Bit

Data

LCD

Sinyal

Digital

6.0

Aktifkan Buzzer

5.0

Proses

Pengiriman

Data ke LCD

Modul

Program

4.0

Pengiriman

Hasil Eksekusi

3.0

Pengiriman Data

Hasil Eksekusi

Hasil

EksekusiData

Data

4 Bit

Data

1 Bit

DataSensor

PIR

2.0

Pengiriman

Sinyal Ke MC

ATMega 8535

70

Aktifkan Lampu

1 Bit

DataLampu

Sinyal

Analog

Gambar 12. DFD Level 0

Dari data flow diagram diatas maka dapat dilihat bahwa pada saat sistem aktif maka RTC memberikan input berdasarkan waktu yang kita

atur didalam program apakah sudah pagi atau sudah sore dan sesuai dengan jadwal RTC akan mengirimkan sinyal digital 2 bit data ke mikrokontroler ATMega8535 (1.0). Sensor pira kan mendeteksi apabila ada orang yang masuk ke ruangan (2.0) Mikrokontroler akan mengirim data untuk diproses oleh modul program (3.0). Modul program akan mengirim kembali hasil eksekusi ke mikrokontroler (4.0). LCD bekerja jika mendapatkan instruksi dari mikrokontroler akibat adanya perubahan nilai yang terjadi pada input atau RTC (5.0). Driver lampu bekerja jika mendapatkan nilai bit data dari mikrokontroler dimana dari bit data tersebut diubah kedalam bentuk analog yang dapat mengaktifkan lampu, aktifasi lampu tersebut ditentukan oleh listing program yang telah didownload ke mikrokontroler dan juga kombinasi input yang diberikan oleh RTC (6.0).

Blok Diagram Dari rancangan fisik alat maka

dapat digambarkan blok diagram peralatan sebagai berikut :

RTC

Minimum Sistem

Microkontroler

ATMega 8535

LCD

Sinyal

DigitalDriver LCD

Sinyal

AnalogSinyal

Digital

Driver Lampu Lampu

Sinyal

Analog

Sinyal

Digital

Sensor pir

Sinyal

Analog

AlarmDriver Alarm

Sinyal

AnalogSinyal

Analog

Gambar 13. Blok Diagram Pada blok diagram dibutuhkan

1 input serta 2 output untuk mengendalikan sistem, yaitu:


157

1. RTC berfungsi untuk menentukan apakah lampu akan aktif sesuai dengan waktu yang ditenntukan.

2. Sensor Pir berfungsi untuk pendeteksi adanya gerakan manusia yang menuju ruangan.

3. LCD berfungsi untuk menampilkan waktu.

4. Lampu berfungsi sebagai penerangan pada ruangan.

5. Buzzer berfungsi sebagai pemberitahu apabila sensor mendeteksi adanya orang yang memasuki ruangan. Input dan Output ini dikontrol oleh mikrokontroler melalui port I/O yang telah tersedia pada mikrokontroler. Pengontrolan output dapat diolah berdasarkan program yang telah didownload kedalam mikrokontroler dengan menggunakan bahasa pemogramam C.

Cara kerja Alat

Pada perancangan alat ini sistem bekerja secara automatic, dimana sistem bekerja tanpa adanya kendali atau kontrol dari luar sistem, kendali keseluruhan sistem dilakukan atau dikendalikan hanya melalui mikrokontroler. Pengaturan detik, menit, jam dan instruksi motor dibuat dalam program dan hasil pengaturan program RTC itu akan ditampilkan pada LCD. Pengendalian ini dijalankan dengan menggunakan program yang telah diisikan pada mikrokontroler yang bekerja dengan adanya stimulus dari luar sistem.

Sebuah mikrokontroler dapat bekerja dengan adanya sistem minimum yang berfungsi untuk menjalankan aplikasi yang telah didownload tersebut, kinerja dari program atau modul berkisar antara 11.0592 Mhz 12 Mhz berdasarkan kristal yang kita gunakan. Penggunaan kristal ini baiknya

berdasarkan kebutuhan. Dimana untuk komunikasi serial digunakan kristal 11.0592 Mhz, Sedangkan untuk aplikasi biasa dapat digunakan kristal 12 Mhz.

Sistem ini bekerja dengan adanya kombinasi input dari luar sistem yang mana berdasarkan kombinasi input tersebut sistem yang dirancang dapat mengambil keputusan dan pelaksanaan eksekusi dengan mengaplikasikanya kepada mekanik pintu dan sebagai pengontrolan lampu yang telah dirancang sedemikian mungkin agar dapat melaksanakan atau mengerjakan fungsi sistem yang telah direncanakan sebagai pembuka dan penutup pintu dan menguncinya secara otomatis setiap hari sesuai dengan jadwal perkuliahan dan lampu juga akan dikontrol setiap harinya.

Cara kerja alat : 1. Settingan jam pada RTC

dilakukan didalam program yang kita buat.

2. Lampu akan aktif setiap jam 17.30 WIB dan mati pada jam 6.30 WIB.

3. Selanjutnya sistem akan bekerja setiap hari mengikuti langkah 1 sampai 3.

Rancangan Fisik Alat

Alat yang dirancang merupakan sebuah aplikasi yang dapat berfungsi sebagai pengontrolan lampu, dan sebagai system keaman ruangan.


158

Gambar 14. Rancangan Fisik Alat Desain Secara Terinci

Desain dari alat yang dibuat merupakan gambaran dari alat secara keseluruhan. Dengan adanya desain ini maka prinsip kerja dari alat serta komponen-komponen dari sistem yang digunakan akan dapat dilihat dengan jelas. Rangkaian Sistem minimum

Gambar 15. : Rangkaian Sistem Minimum

Rangkaian sistem minimum ini

berfungsi untuk menjalankan mikrokontroler agar dapat bekerja dan berfungsi sesuai dengan yang

kita butuhkan dimana perancangannya bertujuan untuk mempermudah penggunaan mikrokontroler tersebut. Rangkaian kristal pada pin XTAL 1 dan XTAL 2 berfungsi untuk memberikan clock pada sistem, dimana penulis menggunakan kristal 11.0592 Mhz yang juga dapat digunakan untuk komunikasi serial. Pada pin 9 ( reset ) dibutuhkan rangkaian yang berfungsi sebagai resetter mikrokontroler pada saat awal sistem dihidupkan, dimana keseluruhan port pada mikrokontroler ini berlogika 1. Untuk itu dibutuhkan initialisasi port pada awal pemograman sesuai dengan yang kita inginkan. Rangkaian RTC

Gambar 16. Rangkaian RTC

RTC yang digunakan pada

sistem ini seperti yang telah diterangkan pada bab sebelumnya adalah DS1307. Real-time clock (RTC) meyimpan data-data detik, menit, jam, tanggal, bulan, hari dalam seminggu, dan tahun valid hingga 2100, dan 56-byte, battery-backed, RAM nonvolatile (NV) RAM untuk penyimpanan. RTC DS1307 menggunakan bus 2 bit data yang akan dikirimkan ke PORTC.0 dan


159

PORTC.1 pada mikrokontroler ATMega8535.

. Berdasarkan kombinasi output tersebut maka mikrokontroler dapat mengeksekusi program yang telah ditetapkan.

Rangkaian Catu Daya

Gambar 17. Rangkaian Catu Daya

Rangkaian catu daya / penurun tegangan ini dibutuhkan karena Mikrokontroler hanya membutuhkan tegangan +5 volt untuk Vcc sistem dan jika kurang dari + 4,5 volt maka mikrokontroler akan reset dan dapat membuat modul program menjadi kacau. Untuk itu dibutuhkan rangkaian penurun tegangan ini untuk mendapatkan tegangan yang dibutuhkan. Rangakaian LCD

Pada perancangan alat ini menggunakan rangkaian LCD yang fungsinya menampilkan karakter yang sesuai dengan instruksi dari modul program. Pada LCD 2 x 16 ini memiliki 16 pin yang mana pin 1 dan 16 harus di ground kan untuk pin 2 dan 15 harus diberi tegangan +5 volt sedangkan pin 3 diberi sebuah R var sebagai pengatur kecarahan pada LCD.

Gambar 18. Rangkaian LCD

Pada rangkaian di atas dapat dilihat bahwa pin 15 harus diberi dioda, yang mana fungsinya sebagai penyearah tegangan yang masuk pada LCD, LCD sendiri memiliki memory dan prosesor tersendiri yang mana apabila data yang telah selesai dikirim dari mikrokontroler maka LCD akan menampilkan karakter sesuai dengan instruksi dan selanjutnya LCD siap menerima data kembali.

Rancangan Modul Program

Pada sub bab ini akan dijelaskan tentang modul program yang digunakan untuk mengontrol kinerja dari sistem yang dirancang. Untuk lebih mudah dimengerti rancangan modul dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu: Flow chart dan listing program. Flowchart

Agar modul program yang dirancang memiliki struktur dengan kualitas yang baik, maka perlu diawali dengan penentuan logika program. Logika dasar gambaran pada penulisan ini adalah dengan menggunakan flowchart seperti gambar 19.


160

Flowchart secara umum

Start

In isa lisasi Port dan R egister

waktu = 17.30 w ib

Input R T C

T am pilan ke LC D

" jam , m enit, detik "

waktu = 06.30 w ib

Lam pu O n

Lam pu O ff

Baca Sensor

Sensor = 'ak tif '

Sensor = 'tidak

aktif '

buzzer O n

buzzer O ff

U lang i

S top

Y

T

Y

T

Y

T

Y

Y

TY

Gambar 19 : Flowchart Secara

Umum Listing Program

Pada sub bab ini diuraikan mengenai modul program untuk menunjang kemampuan sistem dengan menggunakan Bahasa pemograman C. Inisialisasi Port

Berikut ini adalah berupa awal pembacaan program / pengesetan port dan register yang dipakai dalam sistem ini.

#include #include #include // I2C Bus functions #asm .equ __i2c_port=0x15 .equ __sda_bit=0 .equ __scl_bit=1 #endasm

#include // DS1307 Real Time Clock functions #include // Alphanumeric LCD Module functions #asm .equ __lcd_port=0x18 #endasm #include // Declare your global variables here Unsigned char hour,minute,second,date,month,year,day; PORTA=0xF0; DDRA=0x0F; PORTC=0xF0; DDRC=0x00; PORTD0xFF; DDRD0xFF;

Instruksi RTC unsigned char dec2bcd(unsigned char num) { return ((num/10 * 16) + (num % 10)); } unsigned char bcd2dec(unsigned char num) { return ((num/16 * 10) + (num % 16)); } void dectobcdrtc(void) { hour=dec2bcd(hour); minute=dec2bcd(minute); second=dec2bcd(second); date=dec2bcd(date); month=dec2bcd(month); year=dec2bcd(year); } void bcdtodecrtc(void) { hour=bcd2dec(hour); minute=bcd2dec(minute); second=bcd2dec(second); date=bcd2dec(date); month=bcd2dec(month); year=bcd2dec(year); } void gettimertc(void) { i2c_start();


161

i2c_write(0xd0); i2c_write(0); i2c_stop(); i2c_start(); i2c_write(0xd1); second=i2c_read(1); minute=i2c_read(1); hour=i2c_read(1); day=i2c_read(1); date=i2c_read(1); month=i2c_read(1); year=i2c_read(0); i2c_stop(); delay_ms(10); bcdtodecrtc(); } void settimertc(void) { dectobcdrtc(); i2c_start(); i2c_write(0xd0); i2c_write(0); i2c_write(second & 0x7F); i2c_write(minute); i2c_write(hour); i2c_write(day); i2c_write(date); i2c_write(month); i2c_write(year); i2c_stop(); delay_ms(10); } Instruksi Tampilan LCD

Sub ini menguraikan instruksi untuk menampilkan hasil proses dari inputan RTC sebagai pengatur waktu. void rtc_lcd(void) { lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("TIME"); lcd_gotoxy(6,0); lcd_putchar((hour / 10) + 48); lcd_putchar((hour % 10) + 48); lcd_putchar(58); lcd_putchar((minute / 10) + 48); lcd_putchar((minute % 10) + 48); lcd_putchar(58); lcd_putchar((second / 10) + 48); lcd_putchar((second % 10) + 48); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("DATE");

lcd_gotoxy(6,1); lcd_putchar((date / 10) + 48); lcd_putchar((date % 10) + 48); lcd_putchar(58); lcd_putchar((month / 10) + 48); lcd_putchar((month % 10) + 48); lcd_putchar(58); lcd_putchar((year / 10) + 48); lcd_putchar((year % 10) + 48); } Sintax Lampu dan Alarm

Prosedur ini delay berfungsi sebagai pengaturan untuk mengaktifkan output yaitu dengan membandingkan jam menit dan detik pada RTC.

PORTA.0=1; //aktif lampu. PORTA.0=0; //matikan lampu. PORTA.2=1; //aktif alarm. PORTA.2=0; //matikan alarm.

Cara Pengoperasian Alat Untuk pengoperasian alat

yang dirancang ini dapat mengikuti petunjuk berikut ini: 1. Hubungkan kabel tegangan

kelistrik. 2. Jika jam sudah sesuai dengan

jadwal kuliah maka alarm aktif. 3. Jika jam sudah menunjukkan

jam 18.00 sore maka lampu akan aktif.

4. Jika jam sudah menunjukkan jam 7.00 pagi maka lampu tidak aktif.

5. Selanjutnya sistem akan bekerja setiap hari sesuai dengan jam yang telah diset pada RTC.


162

KESIMPULAN Berdasarkan analisa dan hasil

penelitian dalam perancangan dan pembuatan alat ini, yang berpedoman pada buku-buku yang berhubungan dengan alat tersebut, serta permasalahan yang timbul selama mendesain maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Aplikasi sistem kemaan pada

ruangan ini, menggunakan IC ATmega8535 sebagai mikrokontroler dan Passive Infra Red sebagai sensor pendeteksi.

2. Pengembangan aplikasi ini sebaiknya system terkoneksi dengan handphone supaya bias melaporkan langsung ke pihak yang berwajib apabila ada yang mencoba menyusup masuk ke ruangan tersebut.

DAFTAR PUSTAKA [1] Dedy Rusmadi. 2002. Aneka

Hobby Elektronika.CV.Pionir Jaya: Bandung.

[2] Depari, Ganti. 1987.Pokok-

pokok Elektronika. IKAPI : Bandung.

[3] Hamdi. 2008. Mengenal IC

Timer 555. [4] Malvino, Albert Paul. 1999.

Prinsip-prinsip Elektronika jilid I.Erlangga: Jakarta.

[5] Malvino Barmawi. 1996. Prinsip-

Prinsip Dasar Elektronika. Erlangga: Jakarta.

[6] Pengetahuan komponen pasif

elektronika I. Degiwer. [7] Wasito, S. 1997. Data sheet

book I. Gramedia: Jakarta.

15-Vol6No1Mar2013- Ruri Hartika Zain

Documents

Transcript of 15-Vol6No1Mar2013- Ruri Hartika Zain