1

RANCANG BAGUN SISTEM KONTROL DAN MONITORING

SUHU RUANGAN LABORATORIUM

DENGAN TELEPON SELULAR

“Software dan Pemograman”

Ulfar (12221789)

Teknik Telekomunikasi

Angkatan VI

Institut Sains dan Teknologi Nasional Cikini

ABSTRAK

Pada proyek akhir ini dibuat sebuah sistem pemantau dan pengontrol

suhu ruangan laboratorium pada jarak jauh. User mengakses informasi melalui

telepon gengam dengan system sinyal DTMF. Panggilan dari telepon menuju ke

sistem akan diteruskan ke PC . Selanjutnya panggilan tersebut diteruskan ke

mikrokontroler ATmega 8535 yang dihubungkan dengan susunan hardware yang

dapat mengontrol dan memantau suhu ruangan. Kegiatan control berupa

penyalaan kipas akan dilakukan jika suhu yang terbaca besarnya sama atau

lebih dari 28 0Celcius dan bila suhu yang terbaca 300Celcius atau lebih dari 300

Celcius maka sistem akan menghubungi ke nomor telepon tertentu dan

memberitahukan suhu ruangan laboratorium serta dapat mengontrol kipas agar

dapat dinyalakan dengan menekan tombol pada keypad telepon gengam.

Kata Kunci : Telepon, DTMF, Suhu,Kipas

2

BAB I

PENDAHULUAN

Memantau kondisi suhu suatu

ruangan sehari 24 jam tanpa berhenti

merupakan hal yang tidak mungkin

dilakukan oleh manusia tanpa bantuan

alat, apalagi dengan kesibukan yang

dialami setiap hari. Padahal kestabilan

suhu pada suatu ruangan (misal ruangan

sentral atau suatu laboratorium praktek

elektronika) sangat diperlukan. Hal ini

untuk menjaga kinerja dari peralatan yang

ada di dalamnya supaya dapat bekerja

secara optimal.

Agar pemilik ruangan dapat

mengatur berapakah suhu yang

diinginkan, serta memonitor suhu saat ini

meskipun pemilik ruangan tersebut tidak

berada ditempat, maka dibutuhkan suatu

alat yang dapat mengontrol dan

memonitor suhu ruangan tersebut secara

otomatis dari jarak jauh. Dengan semakin

pesatnya perkembangan teknologi saat ini,

hal itu sangat mungkin dilakukan. Dengan

memanfaatkan sensor suhu yang ada di

pasaran, kita dapat membuat alat yang

dapat memberikan informasi suhu secara

terus-menerus.

Informasi yang ditangkap oleh

sensor suhu tersebut digunakan sebagai

input dari rangkaian mikrokontroler

Atmega 8535. Output dari rangkaian

mikrokontroler ini kemudian diteruskan

ke PC yang terhubung ke saluran telepon

setelah melalui komunikasi serial RS-232.

Rangkaian DTMF yang telah

terpasang pada rangkaian bisa

diaplikasikan untuk berbagai informasi

diantaranya untuk kontrol dan monitoring

suhu ruangan. DTMF Decoder berfungsi

sebagai pendeteksi penekanan pada

keypad telepon gengam , dijadikan

pilihan dalam proyek akhir ini sehingga

nantinya kita tinggal mendial nomor

telepon tertentu dan bisa langsung

mengontrol kinerja perangkat keras atau

mendapatkan informasi secara real-time.

2.1 Mikrokontroller ATmega 8535

Atmel AVR adalah jenis

mikrokontroller yang paling sering

dipakai dalam bidang elektronika dan

instrumentasi. Mikrokontroler AVR ini

memiliki arsitektur RISC (Reduce

Instruction Set Computing) delapan bit, di

mana semua instruksi dikemas dalam kode

16-bit (16 bits word) dan sebagian besar

instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus

clock. Arsitektur mikrokontroler jenis

AVR pertama kali dikembangkan pada

tahun 1996 oleh dua orang mahasiswa

Norwegian Institute of Technology yaitu

3

Alf-Egil Bogen dan Vegard Wollan.

Mikrokontroler AVR kemudian

dikembangkan lebih lanjut oleh Atmel.

Seri pertama AVR yang dikeluarkan

adalah mikrokontroler 8 bit AT90S8515,

dengan konfigurasi pin yang sama dengan

mikrokontroler 8051, termasuk address

dan data bus yang termultipleksi.

Mikrokontroler AVR menggunakan

teknologi RISC dimana set instruksinya

dikurangi dari segi ukurannya dan

kompleksitas mode pengalamatannya.

Pada awal era industri komputer,

bahasa pemrograman masih menggunakan

kode mesin dan bahasa assembly. Untuk

mempermudah dalam pemrograman para

desainer komputer kemudian

mengembangkan bahasa pemrograman

tingkat tinggi yang mudah dipahami

manusia. Namun akibatnya, instruksi yang

ada menjadi semakin komplek dan

membutuhkan lebih banyak memori. Dan

tentu saja siklus eksekusi instruksinya

menjadi semakin lama. Dalam AVR

dengan arsitektur RISC 8 bit, semua

instruksi berukuran 16 bit dan sebagian

besar dieksekusi dalam 1 siklus clock.

Dan ini sangat membedakan sekali dengan

instruksi MCS-51 (Berarsitektur CISC)

yang membutuhkan siklus 12 clock. RISC

adalah Reduced Instruction Set Computing

sedangkan CISC adalah Complex

Instruction Set Computing.

AVR dikelompokkan kedalam 4

kelas, yaitu ATtiny, keluarga AT90Sxx,

keluarga ATMega, dan keluarga

AT86RFxx.  Dari kesemua kelas yang

membedakan satu sama  lain adalah

ukuran onboard memori, on-board

peripheral dan fungsinya. Dari segi

arsitektur dan instruksi yang digunakan

mereka bisa dikatakan hampir sama

2.1.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler

ATmega 8535

Konfigurasi dan Deskripsi kaki-

kaki mikrokomputer ATmega 8535 dapat

dilihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Konfigurasi Kaki

Mikrokontroler ATmega 8535.

VCC merupakan pin yang

berfungsi sebagai pin masukan

catudaya.

4

GND merupakan pin Ground.

Port A (PA0...PA7) merupakan pin

I/O dan pin masukan ADC.

Port B (PB0...PB7) merupakan pin

I/O dan pin yang mempunyai

fungsi khusus yaitu

Timer/Counter, komparator

Analog dan SPI .

Port C (PC0...PC7) merupakan

port I/O dan pin yang mempunyai

fungsi khusus, yaitu komparator

analog dan Timer Oscillator .

Port D (PD0...PD1) merupakan

port I/O dan pin fungsi khusus

yaitu komparator analog dan

interrupt eksternal serta

komunikasi serial.

RESET merupakan pin yang

digunakan untuk mereset

mikrokontroler.

XTAL1 dan XTAL2 merupakan

pin masukan clock eksternal.

AVCC merupakan pin masukan

untuk tegangan ADC.

AREF merupakan pin masukan

tegangan referensi untuk ADC.

2.1.2 Arsitektur Mikrokontroler

Atmega 8535

Secara umum arsitektur

mikrokontroler Atmega8535 dapat dilihat

pada Gambar 2.21.

Gambar 2.2 Diagram Blok

ATMega 8535

2.1.3 Fitur Mikrokontroler Atmega

8535

Sistem processor 8 bit berbasis

RISC dengan kecepatan maksimal 16

MHz.  Ukuran memory  flash 8KB,

SRAM sebesar 512 byte, EEPROM

sebesar 512 byte. ADC  internal dengan 1 Atmel, Data Sheet Mikrokontroller Atmega 8535, Hal 1-83.

5

resolusi 10 bit sebanyak 8 channel  Port

komunikasi serial USART dengan

kecepatan maksimal 2.5 Mbps Mode

Sleep untuk penghematan penggunaan

daya listrik.

2.2 Modul SIM 300

SIM300C/340C adalah solusi

Tri-Band/Quad-Band lengkap GSM /

GPRS yang menghubungkan plug-in

konektor modul dengan papan-untuk

board DIP. Dengan konfigurasi kecil

SIM300C/340C bisa memuat hampir

semua persyaratan dalam aplikasi

industry, seperti telemetri, telematika,

sistem komunikasi data, dan lainnya

Bentuk Fisik dari Modul SIM 300 dapat

dilihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6 Modul SIM 300

2.3 Sensor Suhu LM35

IC LM35 dari National

Semiconductor adalah sensor suhu yang

teliti dan terkemas dalam bentuk

Integrated Circuit (IC), dimana output

tegangan keluaran sangat linear

berpadanan dengan perubahan suhu.

Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari

besaran fisis suhu ke besaran tegangan

yang memiliki koefisien sebesar 10

mV/°C yang berarti bahwa kenaikan suhu

1°C maka akan terjadi kenaikan tegangan

sebesar 10 mV2.

Meskipun tegangan sensor ini

dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang

diberikan ke sensor adalah sebesar 5 volt,

sehingga dapat digunakan dengan catu

daya tunggal dengan ketentuan bahwa

LM35 hanya membutuhkan arus sebesar

60 μA hal ini berarti LM35 mempunyai

kemampuan menghasilkan panas (self-

heating) dari sensor yang dapat

menyebabkan kesalahan pembacaan yang

rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu

25 ºC.

Tegangan output-nya adalah

analog dapat langsung dihubungkan

dengan salah satu port mikrokontroler

yang memiliki kemampuan ADC,

2 Semkonduktor, Data Sheet IC LM35, Hal 1-5.

6

misalnya ATmega8535. ADC pada

ATmega8535 memiliki resolusi 10-bit,

yang dapat memberikan keluaran 2^10 =

1024 nilai diskrit. Bila digunakan catu 5V,

resolusi yang dihasilkan adalah

5000mV/1024 = 4.8mV. Karena LM35

memiliki resolusi output 10mV/ºC, maka

resolusi termometer yang dibuat dengan

ATmega8535 adalah 4.8mV/(10mV/°C) ~

0.5ºC. Dan untuk hasil yang lebih baik

dan mengurangi pengaruh noise, output

dari LM35 dapat diperkuat dengan sebuah

penguat tegangan.

Gambar 2.7. Bentuk dan Simbol IC

LM35. Bentuk dan Simbol IC LM35

dapat dilihat pada gambar 2.6.

Gambar 2.7 menunjukan bentuk

dari LM35 tampak depan dan tampak

bawah. 3 pin LM35 menujukan fungsi

masing-masing pin diantaranya, pin 1

berfungsi sebagai sumber tegangan kerja

dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan

sebagai tegangan keluaran atau Vout

dengan jangkauan kerja dari 0 Volt

sampai dengan 1,5 Volt dengan tegangan

operasi sensor LM35 yang dapat

digunakan antar 4 Volt sampai 30 Volt.

Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10

mV setiap derajad celcius.

2.4 Prinsip Kerja DTMF

Setelah beralih ke teknologi

digital, cara meminta nomor sambungan

telepon tidak lagi dengan cara memutar

piringan angka tapi dengan cara memencet

tombol-tombol angka. Cara ini dikenal

sebagai Touch Tone Dialing, sering juga

disebut sebagai DTMF (Dual Tone

Multiple Frequency).

Dual Tone Multiple Frequency

(DTMF) adalah teknik mengirimkan

angka-angka pembentuk nomor telpon

yang di-kode-kan dengan 2 nada yang

dipilih dari 8 buah frekuensi yang sudah

ditentukan. 8 frekuensi tersebut adalah

697 Hz, 770 Hz, 852 Hz, 941 Hz, 1209

Hz, 1336 Hz, 1477 Hz dan 1633 Hz,

seperti terlihat dalam Gambar 1 angka 1

di-kode-kan dengan 697 Hz dan 1209 Hz,

angka 9 di-kode-kan dengan 852 Hz dan

1477 Hz. Kombinasi dari 8 frekuensi

tersebut bisa dipakai untuk meng-kode-

kan 16 tanda, tapi pada pesawat telepon

biasanya tombol ‘A’ ‘B’ ‘C’ dan ‘D’ tidak

dipakai.

7

Gambar 2.8 Kombinasi Nada DTMF

Teknik DTMF meskipun

mempunyai banyak keunggulan dibanding

dengan cara memutar piringan angka, tapi

secara tehnis lebih sulit diselesaikan. Alat

pengirim kode DTMF merupakan 8

rangkaian oscilator yang masing-masing

membangkitkan frekuensi ‘aneh’ di atas,

ditambah dengan rangkaian pencampur

frekuensi untuk mengirimkan 2 nada yang

terpilih. Sedangkan penerima kode DTMF

lebih rumit lagi, dibentuk dari 8 buah filter

yang tidak sederhana dan rangkaian

tambahan lainnya.

Rangkaian decoder DTMF adalah

rangkaian yang berfungsi untuk

mengkonversi sinyal DTMF yang berupa

analog menjadi output data yang

berbentuk digital.Dalam tugas akhir ini

rangkaian decoder mempunyai fungsi

utama sebagai penyaring sinyal yang

dikeluarkan dari output speaker

handphone penerima, sehingga hanya

bagian sinyal DTMF saja yang akan

dikelola oleh rangkaian decoder dari

semua sinyal suara yang masuk.

Adapun nada DTMF juga

digunakan pada sistem alat-alat

komunikasi misalnya pada handphone,

tetapi nada DTMF yang ada pada

handphone ini hanya terdapat 12 buah

nada DTMF yaitu sesuai dengan jumlah

‘tombol nomor’ standar pada handphone .

Nada-nada DTMF pada handphone ini

dihasilkan dari variasi 4 buah frekuensi

rendah dan 3 buah frekuensi tinggi, 4 buah

frekuensi rendah mewakili banyaknya

baris pada keypad handphone dan 3 buah

frekuensi tinggi mewakili banyaknya

kolom pada tabel berikut ini. Tabel

Frekuesi DTMF

Tabel 2.1 Frekuensi DTMF ke Biner

2.5 Visual Basic

8

Microsoft Visual Basic merupakan

sebuah bahasa pemrograman yang bersifat

event driven dan menawarkan Integrated

Development Environment (IDE) visual

untuk membuat program aplikasi berbasis

sistem operasi Microsoft Windows dengan

menggunakan model pemrograman

Common Object Model (COM). Visual

Basic merupakan turunan bahasa BASIC

dan menawarkan pengembangan aplikasi

komputer berbasis grafik dengan cepat,

akses ke basis data menggunakan Data

Access Objects (DAO), Remote Data

Objects (RDO), atau ActiveX Data Object

(ADO), serta menawarkan pembuatan

kontrol ActiveX dan objek ActiveX.

Beberapa bahasa skrip seperti Visual

Basic for Applications (VBA) dan Visual

Basic Scripting Edition (VBScript), mirip

seperti halnya Visual Basic, tetapi cara

kerjanya yang berbeda.

Para programmer dapat

membangun aplikasi dengan

menggunakan komponen-komponen yang

disediakan oleh Microsoft Visual Basic

Program-program yang ditulis dengan

Visual Basic juga dapat menggunakan

Windows API, tapi membutuhkan

deklarasi fungsi eksternal tambahan.

Dalam pemrograman untuk bisnis,

Visual Basic memiliki pangsa pasar yang

sangat luas. Dalam sebuah survey yang

dilakukan pada tahun 2005, 62%

pengembang perangkat lunak dilaporkan

menggunakan berbagai bentuk Visual

Basic, yang diikuti oleh C++, JavaScript,

C#, dan Java3.

3.1.1 Cara Kerja Sistem

Sistem akan mengupdate suhu

dalam ruangan laboratorium selama 60

detik (1 menit) sekali informasi suhu yang

didapat berasal dari sensor lm 35

kemudian informasi dari sensor akan

dipraoses oleh mikrokontroler dan

memberikan informasi ke PC atau

Komputer melalui port serial, informasi

atau data berupa angka dalam satuan

derajat celcius. Apabila suhu yang terbaca

sama dengan 28 derajat celcius maka

sistem akan menyalakan kipas 1 dan bila

sistem menerima informasi suhu yang

diperoleh dari sensor lm 35 sebesar sama

dengan atau lebih besar dari 30 °C maka

sisitem akan menghubungi nomor telepon

user dan memberitahukan suhu ruangan

jika telepon tidak dingkat atau jaringan

sibuk maka sistem akan menyalakan kipas

ke 2 secara otomatis dengan delay 60

3 Herrupas,”Pengertian Visual Basic”, 5 Agustus 2008, hal 1

9

detik sehingga kipas 1 dan kipas 2 akan

menyala secara bersamaan, apabila suhu

ruangan laboratorium kurang dari 30

derajat celcius (<30) maka kipas 2 akan

dimatikan oleh mikrokontroler dan bila

suhu dibawah 28 derajat celcius (<28)

maka kipas 1 akan ikut dimatikan.

Gambar 3.1 Diagram Blok

Sistem.

Sistem yang akan disajikan pada

server ini adalah sistem monitoring dan

kontrol suhu ruangan dengan cara

mendengarkan informasi melalui telepon

gengam ataupun dapat dilakukan dengan

telepon biasa. Ketika penelpon

menghubungi server maka penelpon akan

menerima voice guide yang berasal dari

server untuk menentukan pilihan menu

yang terekam pada server dengan cara

menekan digit-digit DTMF pada pesawat

telepon atau handphone yang nantinya

sistem akan memproses hasil penekan

digit yang telah diprogram untuk

melakukan perintah – perintah yang telah

diprogram.

3.2 Prinsip Kerja

Prinsip kerja sistem terbagi atas

dua yaitu pada saat sistem monitoring dan

juga pada saat sistem Kontroling :

Sistem monitoring

1. User Menghubungi sever.

2. User akan mendengar voice guide

dimana user dapat mengetahui suhu

ruangan dengan menekan digit 1

untuk informasi suhu pada ruangan

3. Mikrokontroler akan mengirimkan

data yang terukur.

4. Jika suhu yang terukur > 30°C,

maka akan terdengar perintah untuk

mengaktifkan kipas 2 dengan

menekan digit 1 pada keypad

telepon.

5. Mikrokontroler akan mengaktifkan

relay dan menyalakan kipas 1 dan

kipas 2.

Sistem Kontroling

1. Sensor menangkap informasi suhu

ruangan dan mengirimkannya ke

mikrokontroler.

2. Jika suhu terdekteksi 28o maka kipas 1

dalam ruangan akan menyala secara

otomatis.

10

3. Jika suhu yang terukur berada di level

≥ 30°C, maka mikrokontroler akan

mengirimkan data tersebut ke PC.

4. User kemudian dapat mengaktifkan

kipas 1 dan kipas 2 dengan menekan

digit 2 pada keypad telepon atau

handphone.

5. Selain itu, mikrokontroler juga

mengaktifkan timer,sehingga jika

user tidak menjawab telepon, maka

secara otomatis mikrokontroler akan

mengaktifkan relay yang terhubung

dengan kipas 1 dan kipas 2.

3.3 Diagram Alir Sistem Aplikasi

Dalam Keadaan Tidak Normal

Gambar 3.2 Diagram Alir Sistem

Aplikasi dari Mikrokontroler ke

Operator (keadaan tidak normal)

3.4 Diagram Alir Sistem Aplikasi

Dalam Keadaan Normal

11

Gambar 3.3 Diagram Alir Sistem

Aplikasi dari Operator ke

Mikrokontroler

PENGUJIAN DAN ANALISA

Pada bab ini dejelaskan mengenai

pengujian dan analisa untuk alat yang

dibuat dalam proyek tugas akhir ini.

4.1 Pengujian Alat

Untuk memastikan bahwa alat

yang dibuat sudah berfungsi dengan yang

direncanakan sebelumnya, maka

diperlukan pengujian terhadap alat

tersebut.

4.1.2 Prosedur Pengujian

Pengujian Pada Program Visual

Basic saat Kondisi Suhu Ruangan

Kurang dari 28° celcius

Pengujian Pada Program Visual

Basic saat Kondisi Suhu Ruangan

30° Celcius

Peng-kondisian Suhu Ruangan

Penyalaan Kipas dengan penekan

tombol pada keypad telepon

gengam.

Pengujian Penekan Tombol pada

telepon gengam untuk

mendapatkan informasi suhu

pada ruangan

4.2 Pengujian Perangkat Lunak

4.2.1 Pengujian Pada Program Visual

Basic Saat Kondisi Suhu ruangan

Kurang dari 28° Celcius

Suhu pada

Thermomete

r Digital

Suhu

pada

Alat

Tugas

Akhir

Keterangan

27.2 ° Celcius 27 °

Celcius

Kipas1 off,

kipas 2 off

28.2° Celcius 28 °

Celcius

Kipas1 on,

kipas 2 off

29.2 ° Celcius 29 ° Kipas1 on,

12

Celcius kipas 2 off

30.3 ° Celcius 30 °

Celcius

Kipas1 on,

kipas 2 off,

Call

31.2 ° Celcius 31 °

Celcius

Kipas1 on,

kipas 2 off,

Call

32.3 ° Celcius 32 °

Celcius

Kipas1 on,

kipas 2 off,

Call

33.2 ° Celcius 33 °

Celcius

Kipas1 on,

kipas 2 off,

Call

34.3 ° Celcius 34 °

Celcius

Kipas1 on,

kipas 2 off,

Call

4.2.2 Pengujian Pada Program Visual

Basic Saat Kondisi Suhu Ruangan

30° Celcius

4.2.3 Peng-kondisian Suhu Pada

Ruangan

4.2.4 Pengujian Penyalaan Kipas dengan

Penekan Tombol 2

4.2.5 Pengujian Penekan Tombol Pada

Telepon Gengam Untuk

Mendapatkan Informasi Suhu di

Ruangan.

PENUTUP

Setelah dilakukan

pengujian alat, maka diperoleh

beberapa kesimpulan dan saran

yang diharapkan berguna untuk

perbendaharaan ilmu dan teknologi

serta bagi kelanjutan dalam

penyempurnaan proyek akhir ini.

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil studi dan

analisa terhadap pembuatan

perangkat lunak (Software), maka

dapat diambil beberapa

kesimpulan, antara lain :

Visual Basic akan

memerintahkan modul SIM

300 untuk menghubungi

user bila suhu yang terbaca

oleh mikrokontroler ≥ 30°

Celcius maka sistem akan

menghubungi user.

User dapat menghubungi

sistem dengan menekan

nomor server untuk

mengetahui informasi suhu

pada ruangan berupa suara.

Penyalaan kipas 1 dan

kipas 2 dapat dilakukan

melalui dua cara yaitu

melalui penekanan digit 2

pada keypad Telepon

13

Gengam atau secara

otomatis oleh

mikrokontroler.

Sistem akan

memberitahukan informasi

suhu ruangan bila digit 1

pada telepon gengam di

tekan.

5.2 Saran

Beberapa saran yang dapat

dipertimbangkan untuk

pengembangan di masa

mendatang, antara lain :

Diharapkan Alat proyek

tugas akhir ini dapat di

kembangkan agar berguna

bagi masyarakat dan di

realisasikan untuk

pengamanan Perangkat

elektronika agar perangakat

elektronika dapat berfungsi

secara normal.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Atmel, Data Sheet

Mikrokontroller Atmega

8535

[2] Semikonduktor, Data Sheet IC LM35. Hal 1-5.

[3] http://www.lautanindonesia.com/blog/belajar/blog/archive/2009/11.

[4] Herrupas,”Pengertian Visual Basic”, 5 Agustus 2008. Hal -1