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