BAB III PERENCANAAN SISTEM
Perencanaan system control dan monitoring rumah ini untuk memudahkan pemilik rumah mengetahui kondisi lingkungan rumah pada titik - titik tertentu serta dapat melakukan pengendalian. Dimulai dengan mempelajari system monitoring keamanan rumah yang akan digunakan, di data titik sinyal yang akan diambil atau dikontrol dan dikembangkan apa saja persoalan yang timbul juga, bagaimana sinyal dari sensor – sensor yang ada dapat mengirimkan pesan yang telah tersimpan pada microcontroller dan dikirimkan berupa pesan tanda bahaya dengan menghidupkan lampu LED indikator bersamaan dengan mengirimkan sinyal alarm melalui SMS kepada pemilik rumah. System yang direncanakan tersebut selain berfungsi untuk mengirimkan pesan tanda bahaya, pemilik rumah juga dapat menghidupkan atau mematikan lampu dirumahnya dari jarak jauh melalui SMS. Setelah mendefinisikan persoalan yang timbul di atas, maka selanjutnya dibuat rancangan diagram blok dari system yang direncanakan, membuat skema rangkaian berikut dengan pemograman microcontroller. System control dan monitoring yang dipasang dirumah rancangannya menggunakan microcontroller Arduino uno dan sebagai media pengiriman SMS menggunakan modem shield GSM Arduino. Proses kerja dari Aplikasi Control dan Monitoring Smart Home System tersebut dapat dijelaskan pada gambar diagram blok alat berikut ini. 30
31
Passive Infrared
Flame Sensor
Microcontroller Arduino + Shield GSM Arduino
Lampu LED, Indikator LED
Handphone
INPUT
Handphone
PROSES OUTPUT Gambar 3.1 Diagram Blok Monitoring
Rangkaian sensor akan mendeteksi kejadian yang terjadi dimana sensor itu ditempatkan, data yang sudah berupa sinyal digital / analog dari sensor masuk ke input rangkaian modul microcontroller Arduino kemudian diolah menjadi perintah - perintah. Modul microcontroller Arduino ini adalah “otak” dari system control yang dirancang, karena dari sinilah semua data yang masuk ke input Microcontroller Arduino kemudian diproses menjadi kode perintah berupa AT Command ke Modem Shield GSM Arduino yang kemudian dikirim ke handphone pemilik rumah juga mengirim output ke indikator LED, semua kegiatan itu dikontrol dengan menggunakan pemograman yang dimasukkan kedalam microcontroller Arduino
3.1
Perangkat Yang Diperlukan Agar system ini dapat berfungsi sesuai dengan yang direncanakan
diperlukan komponen sensor-sensor sebagai input, pengolah data, indikator dan komponen pengirim data, komponen – komponen tersebut antara lain: 1. Microcontroller Arduino Uno
1 buah
2. Modem Shield GSM Arduino
1 buah
3. BOE (Board Of Education) Shield
1 buah
32
3.2
4. Passive Infrared Sensor
1 buah
5. Flame Sensor
1 buah
6. Lampu LED
7 buah
Perancangan System Keseluruhan System ini terdiri dari beberapa komponen seperti tersebut diatas dan
semua komponen terintegrasi dengan system microcontroller Arduino, dimana port – port yang digunakan dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
ARDUINO RST
D13
AREF
D12
5V
D11
330 Ω 330 Ω
GND Vin
A0
Flame Sensor
VCC GND S
A2 A3 A4
Analog Input
A1
A5
330 Ω
D10
Digital Input / Output
3.3V
Power
Push button
SHIELD GSM
D9 D8
Tx ►
D7 Rx ◄ 330 Ω D6 330 Ω
D5 D4 D3 D2
Passive Infrared Sensor
D1 D0
DV G C N C D
Gambar 3.2 Skema perancangan sistem Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa hampir semua port input / output digunakan. Detail dari penggunaan port input / output system microcontroller Arduino ini adalah sebagai berikut :
33
No
3.3
Tabel 3.1 Konfigurasi Input / Output Deskripsi PIN
1
Flame Sensor
Analog A1
2
Passive Infrared Sensor
Digital D2
3
Push Button Reset
RST
4
LED 1
Digital D5
5
LED 2
Digital D6
6
LED 3
Digital D10
7
LED 4
Digital D11
8
LED 5
Digital D12
9
Indikator Flame Sensor
Digital D4
10
Indikator Passive Infrared Sensor
Digital D3
11
Tx Shield GSM
Digital D8
12
Rx Shield GSM
Digital D7
Perancangan Perangkat Keras Pada sub bab ini akan dijelaskan tentang perancangan bagian dari
perangkat keras yang digunakan dalam sistem ini. Perancangan perangkat keras ini merupakan bagian dari tiap - tiap blok diagram sistem yang saling mendukung satu dengan yang lainnya.
3.3.1
Rangkaian Flame Sensor Rangkaian flame sensor merupakan komponen yang digunakan
untuk mendeteksi adanya kebakaran. Flame sensor akan mendeteksi apabila ada api dengan intensitas ≥ 850, maka hal ini menyebabkan adanya
34
tegangan yang mengalir menuju PIN A1 di system microcontroller Arduino, kemudian akan mendeteksi bahwa sensor aktif, sehingga diproses dan memerintahkan PIN D4 sebagai output untuk menyalakan lampu indikator, bersamaan dengan itu PIN D8 (Tx) mengirimkan sinyal SMS kepada nomer Handphone yang dituju.
ARDUINO D13 D12
5V
D11
GND Vin
Flame Sensor
VCC GND S
A0
A2 A3 A4
Analog Input
A1
D10
Digital Input / Output
3.3V
Power
RST AREF
D9 D8
Tx ►
D7 Rx ◄ D6 D5 D4 D3 D2 D1
A5
D0
Gambar 3.3 Rangkaian flame sensor 3.3.2
Rangkaian Motion Sensor Rangkaian motion sensor ini merupakan komponen yang berfungsi
untuk mendeteksi adanya gerakan. Pendeteksian saat motion sensor dilewati
dengan
gerakan,
maka
sensor
tersebut
aktif.
Hal
ini
mengakibatkan adanya aliran tegangan menuju PIN D2 di system microcontroller Arduino ini yang akan mendeteksi bahwa sensor aktif, sehingga diproses dan memerintahkan pada PIN D3 sebagai output untuk menyalakan lampu indikator, bersamaan dengan itu PIN D8 (Tx) mengirimkan sinyal melalui SMS kepada nomer Handphone yang dituju.
35 ARDUINO D13 D12
5V
D11 D10
Digital Input / Output
3.3V
Power
RST AREF
GND Vin
A0
A2 A3 A4
Analog Input
A1
D9 D8
Tx ►
D7 Rx ◄ Passive Infrared Sensor
D6 D5 D4
DV G C N C D
D3 D2 D1
A5
D0
Gambar 3.4 Rangkaian Motion Sensor 3.3.3
Rangkaian Control LED Untuk mengontrol lampu jarak jauh
kita harus mengirimkan
sebuah perintah khusus dari handphone ke nomer simcard yang berada pada modem shield GSM Arduino, setelah menerima pesan maka system microcontroller
Arduino
akan
memproses
perintah
tersebut
dan
menentukan lampu mana yang akan dikontrol sesuai kode perintah yang dikirimkan.
Selanjutnya
system
microcontroller
Arduino
akan
mengirimkan feedback melalui shield GSM Arduino ke handphone pemilik rumah.
36 ARDUINO RST
D13
AREF
D12
Vin
A0
A3 A4 A5
Analog Input
A2
D10
Digital Input / Output
GND
A1
D11
Power
5V 3.3V
LED 5
330 Ω
LED 4
330 Ω
LED 3
330 Ω
D9 Tx ►
D8
D7 Rx ◄ LED 2
D6
LED 1
D5
330 Ω 330 Ω
D4 D3 D2 D1 D0
Gambar 3.5 Rangkaian Control LED 3.3.4
Perancangan Gambar Simulasi Simulator yang dirancang terdiri dari beberapa lampu led, lampu
tersebut sebagai indikasi / indikator kerja atau tidaknya komponen yang disimulasikan, lampu tersebut akan bekerja sesuai dengan yang diprogram. Simulasi yang akan dibuat berupa display gambar 2 dimensi berukuran 210 x 297 mm, dimana terbuat dari bahan Acrylic. Flame Sensor
Lampu 4
Lampu 5
Motion Sensor S
Lampu 1
Lampu 2
Gambar 3.6 Layout Simulasi
Lampu 3
37
3.3.5
Perancangan Panel Control Dalam perancangan panel control ada beberapa aspek yang harus
diperhatikan, diantaranya aman, rapih, dimensinya sesuai kebutuhan dan ekonomis. Komponen yang ada dalam panel tersebut hanya system microcontroller Arduino UNO, Shield GSM Arduino, dan BOE Shield oleh karena itu dimensi dari panel yang dirancang cukup kecil.
Gambar 3.7 Panel Kontrol
3.4
Flow Chart Proses Pemograman Unjuk kerja dari suatu system yang menggunakan microcontroller
ditentukan dari fungsi input dan output software yang diberikan. Software yang digunakan pada alat ini menggunakan bahasa pemrograman C. Software yang digunakan untuk memprogram microcontroller ini yaitu Software Arduino IDE (Integrated Development Enviroment).
38
Gambar 3.8 Contoh tampilan Software Arduino IDE Pada simulator ini terdiri dari beberapa program diantaranya: 1. Program motion sensor 2. Program flame sensor 3. Program control I/O 4. Program kirim SMS Semua program tersebut berintegrasi dan membentuk sebuah alur. Alur tersebut dapat terlihat di flow chart. Flow chart merupakan bagan yang menunjukkan alur pekerjaan secara keseluruhan dari system seperti terlihat pada gambar 3.9 yang terbagi beberapa bagian.
39 Start
Inisialisasi serial
Semua Lampu dan indikator OFF
E
N
Ada SMS masuk
Motion Sensor Aktif ?
N
Flame Sensor Aktif ?
Y
Y
A
N
Cek tegangan alat
Y
Y
C
B
N
END
Gambar 3.9 Flow chart proses pemograman Pada flow chart bagian A ini adalah proses inisialisasi serial dalam menjalankan perintah untuk menghidupkan / mematikan lampu serta penerimaan status lampu seperti terlihat pada gambar 3.10 flow chart program ON / OFF lampu dengan mengirim pesan “#a1b0c0d0e0” maka lampu 1 akan ON atau dengan mengirim pesan “#a0b0c0d0e0” maka lampu 1 akan OFF A
Baca SMS masuk
Pesan SMS #a1b0c0d0e0
N
Pesan SMS #a0b0c0d0e0
Y
N
Pesan SMS #a0b1c0d0e0
N
Pesan SMS #a0b1c0d0e0
Y
Y
Y
N
Lampu 1 ON
Lampu 1 OFF
Lampu 2 ON
Lampu 2 OFF
Kirim SMS ke nomer pemilik rumah
Kirim SMS ke nomer pemilik rumah
Kirim SMS ke nomer pemilik rumah
Kirim SMS ke nomer pemilik rumah
E
E
E
E
Gambar 3.10 Flow chart Program ON / OFF lampu
E
40
Flow chart pada bagian B ini adalah apabila ada gerakan yang berada dekat sensor, maka sensor akan aktif dan microcontroller Arduino akan menghidupkan indikator 1, bersamaan dengan itu shield GSM Arduino akan mengirim pesan kepada nomer handphone yang dituju “Motion Detected”. Sedangkan flame sensor merupakan pendeteksi api, dimana apabila ada sumber api maka sensor ini akan aktif dan microcontroller Arduino akan menghidupkan indikator 2, bersamaan dengan itu shield GSM Arduino akan mengirim pesan kepada nomer handphone yang dituju “Flame Detected” seperti terlihat pada gambar 3.11 Flow chart sensor dan indikator. B
C
Indikator ON
Indikator ON
Motion Detected
Flame Detected
Kirim SMS ke nomer pemilik rumah
Kirim SMS ke nomer pemilik rumah
E
E
Gambar 3.11 Flow Chart sensor dan indikator
