JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 1 Maret 2013
ISSN : 2086 – 4981
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
146
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 1 Maret 2013 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.
ISSN : 2086 – 4981
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.
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
147
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 1 Maret 2013 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.
ISSN : 2086 – 4981
Arsitektur ATMega 8535
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 Vegard’s Risc Processor).
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 (prefetched) 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
148
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 1 Maret 2013
ISSN : 2086 – 4981
(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 :
149
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 1 Maret 2013
ISSN : 2086 – 4981
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.
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
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.
150
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 1 Maret 2013
ISSN : 2086 – 4981
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). 3.
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 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.
Gambar 6. Diagram Internal Rangkaian Sensor PIR
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
Gambar 7. Arah Jangkauan Gelombang Sensor PIR Berikut ini adalah Karakteristik dari sensor PIR [(http://www.ftelektro.usk.ac.id/rekayasa/2007/613 _2007.pdf)] : 1. Tegangan operasi 4.7 – 10 Volt 2. Arus standby (tanpa beban) 300 µA
151
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 1 Maret 2013 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 Nama Pin Fungi Pin Pin Pin Vss/GND Sebagai 1 Tegangan 0 volt atau ground Pin Vcc Sebagai 2 Tegangan Vcc. Pin VEE/Vcontrast Sebagai 3 tegangan pengatur kontras pada LCD Pin RS RS (register 4 select): "0" : input instruksi
Pin 5
R/W
ISSN : 2086 – 4981
"0" : Menulis "1" : Baca Pin E (Enable) Untuk mulai 6 pengiriman data atau instruksi Pin DB 0 s/d DB 7 Untuk 7 mengirimkan 14 data karakter Pin Anode dan Untuk 15 Katode mengatur cahaya pada 16 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.
"1" : input data Sebagai signal yang digunakan untuk memilih mode membaca atau menulis
152
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 1 Maret 2013
ISSN : 2086 – 4981
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).
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.
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.
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.
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
5.
Resistor Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan
153
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 1 Maret 2013 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.
ISSN : 2086 – 4981
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.
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)].
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.
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
Gambar 10. Lampu Pijar Sumber : Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
154
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 1 Maret 2013 Transfomator Transformator mengubah tegangan AC dari satu besaran tegengan ke tegangan lain. Transformator step-up meningkatkan tegangan, sedangkan transformator step-down menurunkan tegangan.
ISSN : 2086 – 4981
12.
Microkontroler ATMega8535
Data
Instruksi Sinyal Analog
SENSOR PIR
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 :
Bit Data
RTC Bit Data
LAMPU
0 Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8535
Sinyal Digital
LCD
Sinyal Analog ALARM
Instruksi
Data
Modul Program
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
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 :
155
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 1 Maret 2013 digunakan yaitu Mikrokontroler ATMega8535.
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).
r Buzzer di gunakan sebagai pemberi tahu apabila waktu kuliah telah masuk, maka buzzer akan berbunyi sesuai dengan modul program yang kita gunakan. LCD befungsi menampilkan yang kita atur.
untuk jam
u 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: Sinyal Analog 2.0 Sensor PIR
Pengiriman Sinyal Ke MC ATMega 8535
Sinyal Analog RTC
1.0 Pengiriman Sinyal Ke MC ATMega 8535
70
1 Bit Data
2 Bit Data
1 Bit Data
Aktifkan Lampu
1 Bit Data
Microcontroler ATMega8535
Buzzer RTC
4.0
5.0
Pengiriman Data
Pengiriman Hasil Eksekusi
Proses Pengiriman Data ke LCD
Sinyal Digital
Sinyal Analog
Sinyal Minimum Sistem Analog Microkontroler Sensor pir ATMega 8535
4 Bit Data
3.0
Data
Blok Diagram Dari rancangan fisik alat maka dapat digambarkan blok diagram Lampu peralatan sebagai berikut :
Sinyal Analog
Aktifkan Buzzer Hasil Eksekusi
Data
6.0
ISSN : 2086 – 4981
LCD
Sinyal Digital
Driver LCD
Sinyal Digital
Sinyal Digital Sinyal Analog
Driver Lampu Sinyal Analog Driver Alarm
Lampu Sinyal Analog
Hasil Eksekusi
Modul Program
Gambar 13. Blok Diagram Pada blok diagram dibutuhkan 1 input serta 2 output untuk mengendalikan sistem, yaitu:
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
156
LCD
Alarm
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 1 Maret 2013 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.
ISSN : 2086 – 4981
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.
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
Rancangan Fisik Alat Alat yang dirancang merupakan sebuah aplikasi yang dapat berfungsi sebagai pengontrolan lampu, dan sebagai system keaman ruangan.
157
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 1 Maret 2013
ISSN : 2086 – 4981
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.
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 RTC
Rangkaian Sistem minimum
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, batterybacked, RAM nonvolatile (NV) RAM untuk penyimpanan. RTC DS1307 menggunakan bus 2 bit data yang akan dikirimkan ke PORTC.0 dan
Gambar 15. : Rangkaian Sistem Minimum Rangkaian sistem minimum ini berfungsi untuk menjalankan mikrokontroler agar dapat bekerja dan berfungsi sesuai dengan yang
158
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 1 Maret 2013
ISSN : 2086 – 4981
PORTC.1 pada mikrokontroler ATMega8535. . Berdasarkan kombinasi output tersebut maka mikrokontroler dapat mengeksekusi program yang telah ditetapkan. Rangkaian Catu Daya
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.
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.
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.
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.
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.
159
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 1 Maret 2013 Flowchart secara umum S ta r t
In is a l is a s i P o r t d a n R e g is te r
In p u t R T C
T a m p il a n k e L C D " j a m , m e n it, d e tik "
T w a k tu = 1 7 .3 0 w ib
Y
Y L a m p u O ff
B a c a S e n so r
T S e n s o r = 'a k tif '
Y
S e n s o r = 'tid a k a k tif '
buzzer O n Y
b u z z e r O ff
Y
#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,mo nth,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(); T
w a k tu = 0 6 .3 0 w ib Lam pu O n
T U la n g i
S to p
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
160
ISSN : 2086 – 4981
Y
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 1 Maret 2013 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); }
ISSN : 2086 – 4981
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.
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");
161
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 1 Maret 2013 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.Pokokpokok 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. PrinsipPrinsip Dasar Elektronika. Erlangga: Jakarta. [6] Pengetahuan komponen pasif elektronika I. Degiwer. [7] Wasito, S. 1997. Data sheet book I. Gramedia: Jakarta.
162
ISSN : 2086 – 4981
