Jurnal Cendekia Vol 11 No 1 Jan 2013
ISSN 1693-6094
PENERAPAN SISTEM PENGAMAN RUMAH MENGGUNAKAN SENSOR PASSIVE INFRARED RECEIVER (PIR) Oleh: Danang Erwanto ABSTRAK Berbagai macam cara dilakukan untuk memberikan rasa aman dan nyaman dalam rumah ketika ditinggal dalam keadaan kosong, salah satunya adalah dengan memanfaatkan kamera CCTV (Closed Circuit Television) yang dipasang di ruanganruangan tertentu dan dapat dipantau terus menerus. Namun pemakaian kamera ini masih membutuhkan operator yang selalu memantau keadaan dan tingginya biaya operasional menjadi kendala bagi sebagian orang. Pada alat ini menggunakan sensor passive infrared receiver (PIR) sebagai penangkap objek secara langsung yang akan memberikan masukan pada mikrokontroler untuk diolah lebih lanjut. Kemudian digunakan modem wavecom untuk mengirimkan SMS selain itu ada buzzer yang dapat dipakai sebagai alarm. Sensor pada alat ini hanya digunakan sebagai penangkap objek saja, selanjutnya proses akan dilakukan dalam mikrokontroler yang menggunakan IC ATMega 8535 dengan pemrograman bahasa BASIC melalui compiler program BASCOM AVR. Sistem terhubung dengan modem wavecom yang berfungsi sebagai pengirim pesan peringatan, data dikirimkan ke modem secara serial. Diharapkan nantinya alat ini dapat menambah rasa aman dan nyaman dalam rumah dari kehadiran orang yang tidak diinginkan (pencuri, perampok, dan lain-lain). Jadi meskipun ditinggal oleh penghuninya dapat diketahui, sehingga apabila terjadi sesuatu hal yang tidak diinginkan dapat segera memberikan tindakan pengaman. Kata kunci: buzzer, mikrokontroler, modem wavcome, sensor PIR, SMS gateway
ABSTRACT Various methods are used to provide a sense of security and comfort in the house when left in an empty, one of which is by using a camera CCTV (Closed Circuit Television) installed in certain rooms and can be monitored continuously. However,it still requires the use of camera operators constantly monitor the situation and the high cost of operating an obstacle for some people. In this tool uses passive infrared sensor receiver (PIR) as a direct object catcher who will provide input on the microcontroller for further processing. Then used wavecom modem for sending SMS besides there that can be used as a buzzer alarm. Sensors on the tool is only used as a catcher object alone, then the process will be done in the microcontroller IC ATMega 8535 using the BASIC programming language with BASCOM AVR compiler program. Systems connected to the wavecom modem that serves as a warning message sender, the data is sent to a serial modem. It is expected that this tool can add a sense of security and comfort in the house of the presence of unwanted people (thieves, robbers, etc.). So even though abandoned by its inhabitants can be known, so that if something happens to the unwanted can provide immediate safety action. Keywords: buzzer, microcontroller, PIR-sensor, SMS gateway, wavcome modem 16
Jurnal Cendekia Vol 11 No 1 Jan 2013
ISSN 1693-6094 Prinsip kerja masing-masing blok pada blok diagram sistem di atas, berdasarkan fungsinya adalah sebagai berikut: 1) Sensor PIR Sensor bertindak sebagai pendeteksi pancaran gelombang infra. Karena gelombang infra merah mengandung energi panas, maka sensor pyroelektrik akan menghasilkan arus listrik yang akan menimbulkan tegangan. 2) Rangkaian Sensor PIR Berperan sebagai penguat dan pembanding antara sinyal masukan dengan tegangan referensi sensor. sensor PIR hanya akan mengeluarkan logika 0 dan 1, 0 saat sensor tidak mendeteksi pancaran gelombang infra merah dan 1 saat sensor mendeteksi gelombang infra merah. Panjang gelombang infra merah yang dapat dideteksi adalah 8 – 14 mikrometer. 3) Mikrokontroler Sebagai pusat kontrol dan proses dari alat ini. Rangkaian mikrokontroler ini mampu mengatur, membaca, menginisialisasi dan memberikan sinyal output pada komponen dalam blok diagram di atas. 4) Sumber Tegangan Memberikan catu daya pada komponenkomponen dalam blok diagram di atas. 5) IC MAX 232 Merupakan pintu gerbang komunikasi antara mikrokontroler dengan base terminal atau perangkat lain. Disini digunakan untuk komunikasi dengan modem. 6) Wavecom M1306B Sebagai penghubung dengan jaringan penyedia layanan GSM sehingga dapat menerima dan mengirimkan SMS dari dan ke handphone user. 7) Buzzer Fungsi dari buzzer adalah memberikan peringatan berupa suara apabila sensor mendeteksi objek. 8) Lampu Indikator Fungsi dari lampu indikator pada alat ini sama dengan buzzer, namun
I.
PENDAHULUAN Tingginya angka tindak kejahatan pencurian atau pembobolan pada rumah menjadi sorotan banyak pihak untuk meminimalisir dan menanganinya. Teknologi keamanan pun banyak digunakan sebagai peringatan adanya ancaman bahaya. Diantaranya adalah dengan melakukan pengawasan terhadap ruangan-ruangan melalui kamera CCTV selama 24 jam. Ada juga yang menggunakan sensor infra merah dan sensor ultrasonic sebagai deteksi gerakan. Sistem keamanan yang telah menggunakan sensor PIR telah banyak dikembangkan pada saat ini. Sensor yang mampu mendeteksi pancaran gelombang inframerah pada tubuh seseorang ini efektif digunakan sebagai human detector. Panjang gelombang infra merah yang dapat dideteksi sensor yaitu antara 8 sampai 14 mikrometer (PIR tipe KC7783R). Penelitian ini ditujukan untuk membuat sistem keamanan dengan menggunakan sensor sebagai pendeteksi objek dan mikrokontroler digunakan sebagai pengolah data dan pengontrol utama sistem sedangkan keluaranya berupa SMS peringatan dan bunyi alarm. II. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT A. Perancangan Diagram Blok Sistem Rangkaian instrumen sistem secara keseluruhan ditunjukan pada Gambar 2. berikut ini:
Gambar 2. Blok Diagram Sistem
17
Jurnal Cendekia Vol 11 No 1 Jan 2013
ISSN 1693-6094
peringatan yang diberikan berupa nyala lampu. 9) Handphone User Sebagai penerima pesan peringatan apabila sistem bekerja. Dan juga dapat memberikan perintah untuk menonaktifkan sistem saat tidak dibutuhkan.
perangkat utama seperti sensor PIR, mikrokontroler, driver relay dan modem. 1. Regulator Tegangan Regulator tegangan yang digunakan adalah +12 volt DC sebagai input rangkaian mikrokontroler, modem dan driverrelay, sedangkan +5 volt DC untuk rangkaian sensor PIR. IC regulator tipe LM7812 dan LM7805 digunakan dalam rangkaian ini sebagai stabilizer tegangan sehingga tidak mempengaruhi kinerja dari sistem. 2. Mikrokontroler AVR Mikrokontroler ATMega 8535 digunakan sebagai pusat kontrol utama. Pada PORTD digunakan sebagai baris input dari sensor PIR, PORTD.2 dihubungkan dengan pin output dari sensor. Sedangkan pada PORTC digunakan sebagai baris output yang dihubungkan dengan driverrelay untuk mengaktifkan buzzer dan lampu indikator. Serial port digunakan sebagai jalur komunikasi dengan modem untuk mengirim ataupun menerima pesan dari dan ke nomor handphoneuser. 3. Komunikasi Modem Wavecom M1306B Sebelum komunikasi antara modem dengan mikrokontrol dijalankan maka harus dilakukan penyesuaian setting baudrate. Pada alat ini menggunakan baudrate 9600bps sedangkan pada modem memiliki default setting baudrate 115200bps. Perubahan setting tersebut bisa dilakukan melalui hyperterminal dalam windows. Buka terminal dengan baudrate 115200bps. Ketik: “AT” lalu enter. jika modem sudah terkoneksi dengan benar maka akan ada balasan: “OK”. ketik “AT+IPR=9600” lalu enter. Tutup terminal. Buka kembali terminal dengan baudrate 9600bps. Ketik: “AT” lalu enter, jika ada balasan: “OK” berarti pengubahan baudrate berhasil. Ketikan “AT&W” untuk menyimpan perubahan setting tersebut. Selain konfigurasi di atas, ada hal yang harus dilakukan agar modem dapat
B.
Perancangan Diagram Alir Sistem Alur proses sistem secara global ditunjukkan pada Gambar 3. START
Inisialisasi Mikrokontroler Inisialisasi Kristal Konfigurasi Baudrate Deklarasi Variabel
Baca Sensor
Sensor = 1?
Tidak
Ya Kirim Data Serial
Aktifkan Buzer dan Lampu
Send SMS “PENYUSUP”
SELESAI
Gambar 3. Diagram Alir Sistem Saat sistem pertama kali dinyalakan akan dilakukan inisialisasi, konfigurasi dan deklarasi dari seluruh rangkaian sistem yang saling terhubung. Waktu yang dibutuhkan untuk hal tersebut sekitar 30 detik. Pembacaan oleh sensor PIR akan memberikan sinyal input kepada mirkokontroler yang selanjutnya akan diproses untuk memberikan sinyal output ke modem melalui serial port sebagai peringatan adanya bahaya sekaligus mendrivedriverrelay untuk membunyikan buzzer dan menyalakan lampu indikator. C. Pembuatan Alat Pembuatan alat dilakukan pada perangkat pendukung terlebih dahulu yaitu regulator tegangan sebagai sumber tegangan pada
18
Jurnal Cendekia Vol 11 No 1 Jan 2013
ISSN 1693-6094
berkomunikasi dengan mikrokontroler yaitu menghubungkan silang antara TX dan RX diantara keduanya, serta menghubungkan antara RTS dan CTS pada modem.
kali sensor mendeteksi suatu pancaran gelombang infra merah dari gerakan manusia, sensor akan membandingkanya terlebih dahulu dengan pacaran gelombang infra merah dari benda-benda disekitarnya. Berbeda ketika pengujian dilakukan pada suhu yang rendah yaitu pada 230C, respon yang ditunjukan sensor adalah 2-3 detik. Jadi pengaruh suhu ruangan dalam hal ini adalah mempengaruhi kecepatan respon dari sensor PIR. Data hasil pengujian diatas adalah data hasil pengujian yang dilakukan pada suhu ruangan. Semakin rendah suhu ruangan maka kecepatan respon sensor dalam membandingkan pancaran gelombang infra merah dari gerakan manusia dengan pancaran gelombang infra merah dari benda disekitarnya akan semakin tinggi, sebaliknya semakin tinggi suhu ruangan maka kecepatan respon sensor akan semakin rendah. B. Pengujian Mikrokontroler Pengujian outputbiner pada mikrokontroler dilakukan guna mengetahui berfungsi atau tidaknya pin-pin pada mikrokontroler. Pengujian ini dilakukan dengan rangkaian 8 LED dengan anoda ke +5V dan ditambah dengan resistor 220 Ω. Resistor digunakan untuk menghindari bias saat mikrokontroler sedang dijalankan. Pada pengujian port serial mikrokontroler dilakukan dengan cara menghubungkan mikrokontroler dengan komputer menggunakan kabel serial yang melewati IC MAX232. Pengujian dapat dilakukan dan dapat dilihat pada terminal emulator yang ada pada software BASCOM AVR. Sebelum pengujian dilakukan, hal yang pertama dilakukan ialah membuat program dan meng-compile program tersebut agar dapat di-download ke mikrokontroler. Berikut listing program untuk komunikasi serial dengan komputer: $regfile="m8535.dat" $crystal= 11059200 $baud= 9600 Do Print"Hallo Serial"
III. PENGUJIAN DAN PENGUKURAN Sebelum rancangan alat diaplikasikan kedalam satu sistem, maka dilakukan pengujian, pengukuran dan analisa baik secara hardware maupun software. Hal ini dilakukan guna mengetahui karakteristik dan kemampuan peralatan yang dibuat apakah sudah sesuai dengan yang telah direncanakan. Dengan demikian dapat dilakukan evaluasi apabila terjadi trouble dan mempermudah dalam melakukan perbaikan kembali. A. Pengujian Sensor PIR Pengujian dilakukan dengan menambahkan rangkaian LED pada output sensor dan mengatur sudut deteksi sensor serta jarak maksimal jangkauannya. Sehingga diperoleh data sebagai berikut: TABEL I PENGUJIAN JARAK DAN SUDUT JANGKAUAN SENSOR PIR
Sudut (α0)
Jarak (cm)
0-20 & 160-180 30 & 150 40 & 140 50 & 130 60 &120 70 & 110 80 & 100 90
0-50 0-160 0-300 0-450 0-450 0-480 0-500
Tegangan output (Volt DC) 4,7 – 4,8 4,7 – 4,8 4,6 – 4,8 4,5 – 4,8 4,6 – 4,8 4,5 – 4,8 4,7 – 4,8
Dari data hasil pengujian sensor di atas menunjukan bahwa daya jangkau maksimum adalah 5 meter yaitu pada sudut 900, sedangkan pada sudut 300 dan 1500 sensor mampu mendeteksi objek namun jarak maksimumnya adalah 50 cm. Suhu ruangan memiliki pengaruh terhadap respon dari sensor. Ketika pegujian dilakukan pada suhu ruangan pada jarak maksimal yaitu 5 meter, sensor akan merespon gerakan selama kurang lebih 4-6 detik. Hal ini dikarenakan oleh perbandingan pancaran gelombang infra merah dengan benda disekitarnya. Setiap
19
Jurnal Cendekia Vol 11 No 1 Jan 2013
ISSN 1693-6094
Waitms 35 Loop End Download file hasil compile tersebut ke dalam mikrokontroler dan komunikasi serial siap dilakukan. Buka terminal emulator pada BASCOM setting sesuai dengan program tersebut, COM port yang digunakan ialah COM1, baudrate 9600, parity none, databits 8, stopbits 1. C. Pengujian Modem Untuk pengujian modem ini dilakukan dengan mengirimkan pesan singkat dari komputer melalui hyperterminal windows. Perintah yang digunakan adalah “AT+CMGS”, contoh AT+CMGS=”
” lalu tekan enter setelah itu ketikan kata atau kalimat yang ingin dikirim kemudian akhiri dengan menekan Ctrl+Z tunggu beberapa saat jika modem merespon “OK” maka pengiriman berhasil. Perintah AT+CMGF=1 digunakan untuk memilih jenis pengiriman teks (teks mode) sedangkan untuk mode PDU (Protocol Data Unit) adalah AT+CMGF=0. D. Pengujian Sistem Pengujian sistem ini dilakukan setelah semua pengujian perbagian dilakukan dan tidak ditemukan masalah, sehingga pengujian bisa berjalan dengan baik. Pengujian ini dilakukan yaitu dengan mengatur sudut sensor dan jarak maksimum jangkauan serta menghitung kecepatan pengiriman pesan peringatan ke nomor handphone user. Data berikut menunjukan hasil pengujian dari perancangan dan pembuatan sistem pengaman rumah berbasis SMS. Hasil pengujian sistem yang dilakukan penguji disajikan dalam Tabel II berikut ini:
Data hasi pengujian di atas dilakukan pada suhu ruangan yaitu antara 270C 290C. Suhu ruangan memiliki pengaruh terhadap kecepatan respon dari sensor. Ketika pegujian dilakukan pada suhu ruangan pada jarak maksimal yaitu 5 meter, sensor akan merespon gerakan selama kurang lebih 4 - 6 detik. Hal ini dikarenakan oleh perbandingan pancaran gelombang infra merah dengan benda disekitarnya. Setiap kali sensor mendeteksi suatu pancaran gelombang infra merah dari gerakan manusia, sensor akan membandingkan terlebih dahulu dengan pacaran gelombang infra merah dari benda-benda disekitarnya. Berbeda ketika pengujian dilakukan pada suhu yang rendah yaitu pada 230C, respon yang ditunjukan sensor adalah 2 - 3 detik. Jadi pengaruh suhu ruangan dalam hal ini adalah mempengaruhi kecepatan respon dari sensor PIR. Deteksi oleh sensor mencapai jarak maksimum yaitu ketika objek berada lurus di depan sensor atau pada sudut 900 yakni mencapai 5 meter. Sedangkan pada sudut 300 dan 1500 sensor mampu mendeteksi objek dalam jarak maksimum 50 cm. Pada data di atas menunjukan selang waktu pengiriman pesan peringatan dari sistem. Hal tersebut dipengaruhi oleh sistem komunikasi serial dari mikrokontroler dan juga layanan dari kartu GSM yang digunakan. IV. PENUTUP A. Kesimpulan Dari proses pengujian dan analisis yang telah dilakukan, kesimpulan yang dapat diambil antara lain: 1. Jarak maksimal objek yang dapat dideteksi sensor adalah 5 meter, yaitu pada sudut 900 atau lurus dengan sensor dan output tegangan rata-rata adalah 4,65 Volt DC. 2. Respon yang dimiliki oleh sensor PIR saat dipasang secara horisontal yang digunakan pada sistem sensor ini yaitu dapat mendeteksi dengan range sebesar 1200.
TABEL II PENGUJIAN SISTEM
Sudut (α0) 0-20 & 160-180 30 & 150 40 & 140 50 & 130 60 &120 70 & 110 80 & 100 90
Jarak (cm) 0-50 0-160 0-300 0-450 0-450 0-480 0-500
Sensor Aktif Low High High High High High High High
Ket. Waktu (detik) 36 35 34 34 35 35 34
20
Jurnal Cendekia Vol 11 No 1 Jan 2013
ISSN 1693-6094
3. Suhu ruangan akan berpengaruh terhadap kecepatan respon dari sensor PIR. 4. Kecepatan pengiriman pesan peringatan sangat bergantung dari jaringan penyedia SMS dalam hal ini adalah kartu GSM yang digunakan. 5. Hasil dari pengujian dan analisis dari hardware dan software dapat diambil kesimpulan bahwa keduanya dapat berkomunikasi dengan benar, sehingga sistem dapat berjalan dengan baik dan sesuai dengan yang diinginkan.
suatu ancaman, maka dapat diketahui langsung melalui kamera CCTV. 2. Dalam aplikasinya perlu diperhatikan jenis layanan penyedia jaringan SMS yang sesuai dengan daerah masingmasing. 3. Kelemahan yang dimiliki alat ini yaitu ditemukan bahwa sensor dapat mendeteksi adanya kucing, ayam dan api lilin. Kedepannya mungkin perlu diganti dengan sensor yang lebih sensitif dan hanya bisa mendeteksi adanya manusia. 4. Diharapkan dengan alat ini dapat meminimalisir tindak kejahatan yang dilakukan pada rumah yang dalam keadaan kosong ditinggal penghuninya, sehinga tercipta suasana aman dan nyaman.
B. Saran 1. Diharapkan nantinya dapat berkembang sehingga tidak hanya mengirimkan pesan peringatan namun dapat disertakan gambar dari objek yang dideteksi tersebut. Sehingga bila sensor mendeteksi objek dan bukan merupakan
DAFTAR PUSTAKA
Andi, Nalwan, Paulus, 2003. Panduan Praktis Teknik Antarmuka Dan Pemrograman Mikrokontroler ATMega 8535, Jakarta : PT. Elex Media Komputindo.
Halkias, Millman, 1990. Elektronika Terpadu, Jakarta : Erlangga.
Budiharto, Widodo, 2005. Elektronika Digital dan Mikroprosesor, Yogyakarta: Andi Publisher.
http://www.mytutorialcafe.com
http://www.alldatasheet.com http://www.atmel.com Hyat, William, Gerold W, 1976. ElectronICs Circuit Analysis Design, Boston: Naugh Miffin Company.
Budiharto, Widodo, 2005. Perancangan Sistem dan Aplikasi Mikrokontroller, Jakarta : PT. Elex Media Komputindo.
Malvino, Albert Paul, 2004.PrinsipPrinsip Elektronika Terj, Alb. Joko Santoso, Jakarta : Salemba Teknika.
Fastrack M1306B User Guide, revisi ke-3, 11 Nopember 2006
Wardhana, Lingga, 2005.Skripsi Kunci Pintu Digital Dengan Sistem Keamanan Berbasis SMS Menggunakan ATMega 8535, Skripsi, Yogyakarta, Teknik Elektro Universitas Gadjah Mada.
Gifson, Albert, 2009.Sistem Pemantau Ruang Jarak Jauh dengan Sensor Passive Infrared Berbasis Mikrokontroler AT89S52, TELKOMNIKA, Vol. 7 No. 3, pp. 201 – 206
21
