30
BAB 3
PERANCANGAN SISTEM
3.1 Diagram Blok Rangkaian
Di bawah ini adalah blok diagram dari perancangan alat sensor keamanan menggunakan PIR (Passive Infrared). Buzzer
PIR (Passive Infra Red)
Mikrokontroler AT89S52
LCD (Liquid Chrystal Display)
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian
Sumber hanya menerima radiasi inframerah pada range panjang gelombang (8 – 14 µ m. radiasi inframerah diubah dengan bentuk tegangan 5 volt. Kemudian sensor PIR (Passive Infrared) mendeteksi pergerakan manusia, apabila melewati ruangan maka akan diteruskan ke mikrokontroler. Pada mikrokontroler dianalisa pergerakan manusia yang diterima PIR, apakah sekedar lewat atau bergerak diruang itu saja. Apabila pergerakan melebihi batas yang ditentukan pada ruangan tersebut, maka alarm aktif dan LCD menampilkan status.
Universitas Sumatera Utara
31
3.2 Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S52
Rangkaian skematik dan layout PCB sistem minimum mikrokontroler AT89S52 dapat dilihat pada gambar 3.2. di bawah ini:
Gambar 3.2 Rangkaian skematik sistem minimum Mikrokontroler AT89S52
Universitas Sumatera Utara
32
Pin 18 dan 19 dihubungkan ke XTAL 11,0592 MHz dan dua buah kapasitor 30 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler AT89S52 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif tinggi). Pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan me-reset mikrokontroler ini. Pin 32 sampai 39 adalah Port 0 yang merupakan saluran/bus I/O 8 bit open collector dapat juga digunakan sebagai multipleks bus alamat rendah dan bus data selama adanya akses ke memori program eksternal.
Karena fungsi tersebut maka Port 0 dihubungkan dengan resistor array. Jika mikrokontroler tidak menggunakan memori eksternal, maka penggunaan resistor array tidak begitu penting. Selain digunakan untuk fungsi diatas resistor array digunakan sebagai pull up.
Untuk men-download file heksadesimal ke mikrokontroler, Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke RJ45. RJ45 sebagai konektor yang akan dihubungkan ke ISP Programmer. Dari ISP Programmer inilah dihubungkan ke komputer melalui port paralel.
Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd pada mikrokontroler terletak pada kaki 6, 7, 8, 9, 40 dan 20. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke ISP Programmer, maka pemograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena mikrokontroler tidak akan bisa merespon.
Universitas Sumatera Utara
33
3.3 Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)
Rangkaian skematik konektor yang dihubungkan dari LCD (liquid crystal display) ke mikrokontroler dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 3.3 Rangkaian skematik konektor yang dihubungkan dari LCD ke Mikrokontroler
3.4 Rangkaian Power Supply
Rangkaian skematik power supply dapat dilihat pada gambar 3.4 di bawah ini:
Gambar 3.4 Rangkaian skematik power supply
Universitas Sumatera Utara
34
Rangkaian power supply berfungsi untuk mensupplay arus dan tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian power supply ini terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk menghidupkan seluruh rangkaian kecuali rangkaian ADC, sedangkan keluaran 12 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke rangkaian ADC, karena rangkaian ADC memerlukan tegangan input sebesar 12 volt agar tegangan referensinya stabil.
Trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh kapasitor 2200 μF. Regulator tegangan 5 volt (LM7805CT) digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya. LED hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan. Transistor PNP TIP 32 disini berfungsi sebagai penguat arus apabila terjadi kekurangan arus pada rangkaian, sehingga regulator tegangan (LM7805CT) tidak akan panas ketika rangkaian butuh arus yang cukup besar. Tegangan 12 volt DC langsung diambil dari keluaran jembatan dioda.
Universitas Sumatera Utara
35
3.4 Rangkaian PIR ( Passive Infra Red)
Gambar 3.5 Kaki koneksi PIR (Passive Infrared)
Tabel 3.1 Hubungan DT– 51 dengan PIR (Passive Infrared) Sensor
Pada gambar di atas dapat dilihat bahwasannya PIR (Passive Infrared) sensor dihubungkan ke power supply melalui pin 1 (Vcc) dan pin 2 (Gnd). Pada pin 3 (O/P) terkoneksi ke port pada microcontroller yang berfungsi sebagai Counter yaitu port3.2.
Universitas Sumatera Utara
36
3.6. Flowchart Rangkaian
Start
Inisialisasi LCD
Set Counter = 0
Ada gerak ?
Tidak
Ya
Buzzer hidup 1 x
Matikan Buzzer
Tampilkan ke LCD dan Counter = counter 1
Delay
Lama sinyal = 0,5 detik
Matikan Buzzer
Tidak
Ya
Buzzer hidup berkali-kali
Ya
Counter kelipatan 5 ?
Buzzer Hidup sekali
Tidak
Gambar 3.6 Flowchart Program
Universitas Sumatera Utara
37
Keterangan Flowchart a. Awal start sistem akan inisialisasi LCD dan mengeset counter menjadi 0. b. Kemudian sensor PIR mendeteksi apakah ada pergerakan, jika tidak sensor kembali mengecek. c. Apabila sensor mendeteksi gerakan maka sistem akan menghidupkan buzzer sekali dan menampilkan “Sensor Aktif” pada LCD. d. Setelah selang setengah detik sensor kembali mengecek apakah masih ada gerakan atau tidak jika tidak kembali ke prosdur awal. e. Apabila masih ada terdeteksi gerakan lagi, maka counter terus menghitung sampai berapa kali gerakan berikutnya terdeteksi, jika belum lima (5) kali terdeteksi maka buzzer hidup sekali dan kembali ke prosedur awal. f. Apabila gerakan terdeteksi lima (5) kali atau lebih maka buzzer akan hidup berkali-kali dan LCD menampilkan “Bahaya…..” dan setelah bebarapa saat sistem reset dan kembali mendeteksi.
3.7 Rangkaian Pengkondisi Sinyal
Gambar 3.7 Rangkaian Pengkondisi Sinyal
Universitas Sumatera Utara
38
BAB 4
PENGUJIAN RANGKAIAN
4.1 Pengujian Rangkaian Sistem Minimum AT89S52
Untuk mengirimkan bilangan-bilangan heksadesimal ini ke mikrokontroler digunakan software ISP- Flash Programmer 3.0a yang dapat di download dari internet. Tampilannya seperti gambar 4.1 di bawah ini :
Gambar 4.1 ISP- Flash Programmer 3.a
Cara menggunakannya adalah dengan meng-klik Open File untuk mengambil file heksadesimal dari hasil kompilasi 8051IDE, kemudian klik Write untuk mengisikan hasil kompilasi tersebut ke mikrokontroler. Untuk mengecek apakah mikrokontroler bisa ditulisi atau tidak dapat diketahui dengan dua cara, yaitu dengan cara meng-klik Signature dan Read. Untuk mengamankan agar program pada
Universitas Sumatera Utara
39
mikrokontroler tidak dapat dibaca oleh orang yang tidak diinginkan, dapat digunakan Lock Bit-1, Lock Bit-2 dan Lock Bit-3 yang masing-masingnya memiliki tingkat keamanan yang berbeda. Makin tinggi tingkatan Lock Bitnya maka makin sulit membongkar programnya. Tetapi apabila telah di lock (dikunci) maka mikrokontroler tidak dapat lagi ditulisi.
4.2 Pengujian Rangkaian LCD
Rangakaian LCD diuji dengan menampilakan karakter dengan perintah sebagai berikut : Cls LCD “Hallo Dunia” Lowerline LCD “Baik-Baik aja” Perintah di atas menampilkan teks “Hallo Dunia” pada baris pertama dan “Baik-Baik aja” pada baris kedua.
4.3 Pengujian Rangkaian PIR (Passive Infra Red)
Gambar 4.2 Jangkauan PIR
Universitas Sumatera Utara
40
Untuk keperluan security system sensor ini di gunakan untuk mendeteksi adanya gerakan manusia di suatu ruangan atau area, sehingga sensor akan men-trigger alarm system bila ia mendeteksi kehadiran seseorang di ruangan tersebut. Perlu tidaknya ruangan yang ingin di monitor oleh PIR harus benar-benar di perhitungkan.
4.4 Pengujian Rangkaian Power Supply
Pengujian rangkaian ini dengan mengukur tegangan keluaran dari power supply menggunakan multimeter digital. Setelah dilakukan pengukuran maka diperoleh besarnya tegangan keluaran sebesar 5 volt. Setelah itu rangkaian power supply dihubungkan ke sumber arus listrik dan saklar ON/OFF nya diaktifkan ke posisi ON.
Gambar 4.3 Skema rangkaian power supply
Universitas Sumatera Utara
41
4.5 Pengujian dan Analisa Program $regfile = "8052.dat" $crystal = 11059200 Dim Dim Dim Dim Dim Dim
A As Byte C As Long , D As Long Count As Word T0ic As Long Delayword As Word Bahaya1 As Integer
Declare Sub Aktif Declare Sub Bahaya
Penentuan tipe data pada tiap variabel
Deklarasi sub prosedur yang akan digunakan
Config Lcd = 16 * 2 Config Lcdpin = Pin , Db4 = P1.2 , Db5 = P1.3 , Db6 = P1.4 , Db7 = P1.5 , E = P1.1 , Rs = P1.0 ‘ Konfigurasi LCD P2.7 = 0
‘ Non aktifkan buzzer bila aktif
Cls Lcd " PIR SECURITY " Lowerline Lcd " SYSTEM " Wait 2 Cls Lcd "A I S Y A H N I" Lowerline Lcd " FIN'05 " Wait 2 P3.4 = 0
Set nilai port 3.4 = 0
Do Cls If P3.4 = 1 Then Call Aktif Lcd "Status : Aman" Waitms 50 Loop Sub Aktif Cls Count = 0 T0ic = 0 D = 0
Tampilan awal pada LCD
Program Utama, program akan mengecek apakah sensor aktif atau tidak, jika ya lompat ke sub prosedur aktif jika tidak tampilkan aman pada LCD dan ulangi prosedur dari perintah Do
Awal sub prosedur aktif
Set semua varibel ke nilai 0
P3 = 255 Lcd "Status : Aktif" Lowerline
Isi port 3 dengan nilai 255 Tampilkan pada LCD “Status : Aktif”
Config Timer0 = Counter , Gate = Internal , Mode = 1 Priority Set Timer0 Enable Interrupts Enable Timer0
Aktifkan timer0 sebagai counter
Universitas Sumatera Utara
42
Counter0 = 0 'clear counter Start Counter0 'enable the counter to count 'set up a 1 sec accurate DO NOTHING loop Enable Interrupts Wait 10 Disable Interrupts C = Counter0 'get counter value C = C + D Cls Lcd "Status : Aktif" Lowerline ' show the frequency Lcd "Gerak = " ; C Waitms 250 If C > 5 Then Call Bahaya Waitms 500 For Bahaya1 = 1 To 2 Waitms 500 P2.7 = 1 Waitms 500 P2.7 = 0 Next Bahaya1 C = 0
prosedur penghitungan pulsa yang didapat pada interrupt timer 0 sebagai prosedur penghitungan pulsa yang dikirim oleh sensor PIR selama 10 detik.
Prosedur tampilkan pada LCD “Sensor Aktif” kemudian bandingkan nilai dari hasil counter dengan nilai 5 (apakah ada 5 kali pergerakan) apabila ya maka lompat ke subrutin bahaya. Apabila tidak maka hidupkan buzzer 2 kali dan kembali ke program utama.
End Sub Sub Bahaya Cls Lcd "Status : Bahaya" Lowerline Lcd "Ada Penyusup" For Bahaya1 = 1 To 200 Waitms 100 P2.7 = 1 Waitms 100 P2.7 = 0 Next Bahaya1 End Sub
Sub-rutin Bahaya, menampilkan pada LCD “Status : Bahaya”, “Ada penyusup” kemuadian Hidupkan Buzzer sampai 200 kali.
End
4.6 Pengujian Rangkaian Keseluruhan Rangkaian ini harus dapat mendeteksi pergerakan manusia, apabila ada orang yang terdeteksi sensor maka buzzer akan hidup sekali dan di LCD tertera “Sensor Aktif”. Apabila orang tersebut terdeteksi lima (5) kali bergerak di daerah yang terdeteksi sensor maka buzzer untuk alarm akan berbunyi berulang-ulang menandakan situasi bahaya.
Universitas Sumatera Utara
43
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 1. sistem ini bekerja dengan cara mendeteksi panas dengan menmanfaatkan radiasi infra merah yang dipancarkan oleh tubuh manusia dengan radiasi infra merah terkuat dengan panjang gelombang 9,4 µ m. 2. sistem ini memakai sensor PIR (Passive Infrared) sebagai detektor suhu yang bekerja pada – 200C – 500C, dengan jangkauan efektif sejauh 33 pada sudut 00C 3. Sensor PIR (Passive Infrared) cukup memadai untuk mendeteksi pergerakan manusia. 4. Sensor PIR (Passive Infrared) yang difungsikan sebagai sensor keamanan harus diletakkan pada ruangan yang memang orang tidak boleh memasukinya kecuali yang berhak. Sebab apabila alat ini diletakkan pada daerah yang sering dilalui orang maka sensor ini menganggap pergerakan simultan yang dilakukan oleh orang yang sedang berjalan sebanyak lebih dari 5 kali akan dianggap bahaya meskipun yang di deteksi sensor tersebut bukanlah orang yang sama pada pendeteksian selama 5 kali. 5. PIR (Passive Infrared) tidak dapat mengenali manusia melalui ciri bentuk tubuh (biometric) sehingga bias terjadi error pada pendeteksian di lingkungan yang ramai.
Universitas Sumatera Utara
44
5.2 Saran 1. Sensor PIR (Passive Infrared) sangat sensitif pada pergerakan manusia. Sehingga penempatannya harus cocok sesuai dengan
daerah yang akan
diamankan. 2. Sensor PIR (Passive Infrared) memiliki sudut deteksi yang lebar, sehingga untuk memberi fokus ke satu daerah perlu ditutupi dengan selubung. 3. Dengan menambah jenis sensor dan membuat rancangan sistem keamanan yang lebih baik kita dapat membuat automatic security system yang lebih kompleks dan mutakhir..
Universitas Sumatera Utara
