JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 5 NO. 2 SEPTEMBER 2012
ISSN : 2086 – 4981
PENGGUNAAN PORT PARALLEL KOMPUTER DAN SENSOR UNTUK SISTEM KEAMANAN RUMAH
Alfirman1
ABSTRACT This writing is being clone to study the real time application technique which has been implemented to a house in detecting some infractions happened in it. Using some censors and computer, could be used to control a house in every each rooms and the could also detect the extinguishing the Electric current which has been monitored through the computer that could be anticipated by the user. Using the port parallel as an input and Ianguage programming of assembler as read of port to the censors which yield output is being connected to the alarm in order to give a sign of the infractions Against the house itself. Key Words : Real Time, Cencors, Port Parallel, assembler. INTISARI Penulisan ini dilakukan untuk mempelajari teknik Real Time Aplication yang diimplementasikan pada sebuah rumah untuk medeteksi beberapa pelanggaran yang terjadi. Dengan menggunakan beberapa sensor dan komputer, maka dapat digunakan untuk mengontrol sebuah rumah pada setiap ruangnya dan juga sensor yang mendeteksi padamnya arus listrik, yang nantinya di monitor melalui monitor komputer untuk dapat diantisipasi oleh user. Dengan mengunakan port parallel sebagai Input dan bahasa pemrograman assembler sebagai pembacaan port terhadap sensor-sensor yang menghasilkan keluran di hubungkan ke alarm untuk memberikan tanda adanya terjadi pelanggaran pada rumah tersebut. Kata Kunci : Real Time, Sensor, Port Parallel, assembler.
1
Dosen Jurusan Matematika FMIPA Universitas Riau, Pekabaru
157
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 5 NO. 2 SEPTEMBER 2012 PENDAHULUAN Komputer merupakan salah satu contoh dari perkembangan teknologi yang dalam penggunaannya komputer sudah sangat meluas dilingkungan masyarakat, termasuk dalam kegiatan kehidupan sehari-hari. Dengan memberikan kondisi-kondisi tertentu melalui bahasa pemprograman, komputer dapat mengontrol suatu pekerjaan dengan bantuan perangkat tambahan dan rangkaian penghubung lainnya. Dalam suatu rumah, kita sering melihat jika terjadi gangguan keamanan maka yang dilakukan adalah meningkatkan sistem keamanannya di malam maupun siang hari, untuk itu diperlukan security. Ditinjau dari segi waktu dan biaya hal ini dianggap kurang efektif. Aplikasi terapan yang dibuat berfungsi untuk memantau pelanggaran yang terjadi di rumah. Aplikasi ini mempunyai kemampuan untuk memantau kondisi rumah melalui sensor yang terpasang. Sensor yang digunakan dapat disesuaikan dengan keinginan dan kondisi rumah. Jika hendak memantau kondisi dapur rumah, sebaiknya gunakan sensor panas atau sensor api. Hal itu karena dapur merupakan tempat paling rawan yang dapat menyebabkan kebakaran selain yang diakibatkan oleh arus pendek listrik. Oleh karena itu, tulisan ini mencoba untuk membuat suatu solusi bagaimana cara yang lebih efektif dalam meningkatkan sistem keamanan rumah dengan menggunakan beberapa sensor yang dikontrol komputer secara real-time melalui logika pemprograman. Dengan dasar inilah ditarik suatu kesimpulan untuk menyelesaikan permasalahan yang tengah terjadi, seperti yang telah dikemukakan tersebut, yakni dengan memanfaatkan komputer sebagai pengontrol dan port parallel sebagai
ISSN : 2086 – 4981
interface antara input dan output sebuah rangkaian driver. PENDEKATAN PEMECAHAN MASALAH Rancangan Fisik Alat Pada saat salah satu sensor yang berada di salah satu ruangan rumah menangkap adanya bahaya (misalnya sensor infra-red terhalang oleh sesuatu), maka sensor akan memberikan logika “1”. Nilai yang diberikan oleh sensor akan dipancarkan oleh bagian alat dan diterima oleh bagian penerima. Pada bagian penerima, rangkaian terhubung ke komputer PC melalui interface port parallel.
Gambar 1. Arsitektur Sistem Sistem yang dibangun menggunakan Port Parallel Komputer sebagai perangkat input-output (I/O) sekaligus antarmuka antara perangkat sensor dan perangkat alarm. Sedangkan untuk fungsi pengiriman pesan menggunakan layar monitor untuk memonitor sensor mana yang aktif.
158
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 5 NO. 2 SEPTEMBER 2012
ISSN : 2086 – 4981
sebagai sebuah instruksi sesuai dengan data yang diterima. Gambar 3, berikut adalah gambar context diagram dari alat yang dirancang.
Gambar 2. Arsitektur pengunaan port parallel komputer dan sensor untuk sistem keamanan rumah Seperti pada gambar 2, terdapat 4 port input yang digunakan sebagai input dan 1 buah port output pada port parallel yang nantinya diteruskan ke komputer. Pada port output digunakan untuk membunyikan alarm secara terus menerus sampai sensor tidak lagi mendeteksi objek. Cara kerja dari sistem ini adalah diawali ketika salah satu perangkat sensor mendeteksi objek sesuai dengan karakteristik masingmasing sensor tersebut. Perangkat ini kemudian akan memicu perangkat lunak pada komputer untuk menyalakan perangkat alarm dan memberikan pesan adanya pelanggaran pada layar monitor.
Gambar 3. Context Diagram Desain Terperinci Tulisan ini menjelaskan tentang rangkaian-rangkaian yang digunakan hingga terbentuknya suatu alat yang digunakan untuk sistem keamanan rumah dengan mengunakan sensor yang dihubungkan dengan port parallel komputer” a.
HASIL DAN PEMBAHASAN Context Diagram Pada bagian ini dijabarkan context diagram dari Penggunaan port parallel komputer dan sensor untuk sistem keamanan rumah [1]. Context diagram tersebut terdiri atas sebuah lambang proses, yaitu “Sistem Keamanan Rumah”. Sinyal input dari empat buah external entity sensor yang terpasang secara parallel diteruskan ke aplikasi sistem keamanan rumah. Kemudian data tersebut diteruskan ke entity port parallel yang berfungsi sebagai interface. Data yang telah diolah oleh CPU di kembalikan ke port parallel
Rangkaian Sensor Infra Red
Gambar 4 Rangkaian Sensor Infra Red Rangkaian sensor infra red terdapat 2 bagian, yang pertama adalah bagian pemancar dan yang kedua adalah bagian receiver atau penerima.
159
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 5 NO. 2 SEPTEMBER 2012 b.
Bagian pemancar/transmitter bertugas memancarkan sinar inframerah yang dihasilkan oleh LED inframerah. Sedangkan bagian penerima bertugas untuk menerima cahaya inframerah yang dikirim oleh transmitter. Komponen utama dalam receiver cahaya inframerah ini adalah sebuah phototransistor. Phototransistor adalah sejenis komponen transistor yang kaki basisnya digantikan oleh sebuah pelat penangkap cahaya inframerah.
ISSN : 2086 – 4981
Rangkaian Sensor Cahaya
Cara kerja dari rangkaian sensor cahaya sama dengan rangkaian sensor suhu. Apabila itensitas cahaya disekitar LDR terus meningkat maka hambatan LDR akan semakin kecil. Karena tegangan yang dihasilkan oleh LDR terus naik maka arus pada basis akan semakin besar. Semakin besar arus pada basis maka arus yang dialirkan dari kolektor ke emitor akan semakin besar pula. Semakin besar arus kolektor ke emitor akan menyebabkan relay dalam keadaan aktif. Ketika aktif maka arus yang berasal dari output IC regulator 7805 dialirkan ke pin LPT untuk dibaca datanya.
Gambar 5. Ilustrasi Pengunaan Sensor Infra red Pada gambar 5 diperlihatkan sebuah objek televisi. Pada bagian kiri terdapat sebuah pemancar inframerah, sedang pada bagian kanan terdapat penerima inframerah. Jika kondisinya seperti pada gambar maka sinar inframerah akan terhalang oleh televisi sehingga sinar inframerah tidak dapat ditangkap oleh receiver atau penerima inframerah. Berbeda keadaanya apabila televisi tersebut tidak ada (misalnya televisi tersebut dicuri), maka sinar inframerah tersebut akan tertangkap oleh penerima inframerah sehingga penerima akan aktif, dan relay yang ada pada rangkaian menjadi kondisi logika „1‟. Logika „1‟ (+5V) inilah nantinya akan dikirim ke pin port parallel untuk dibaca datanya oleh program yang akan dibuat.
Gambar 6. Rangkaian Sensor Cahaya c.
Rangkaian Sensor Suhu
Gambar 7. Rangkaian Sensor Suhu Tabel 1. Perbandingan suhu dengan tegangan output LM35
160
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 5 NO. 2 SEPTEMBER 2012 Suhu Kalibrasi (Celcius) 3 10 15 20 27 37 50 70 80 96
ISSN : 2086 – 4981
Output Rangkaian LM35 (V) 0,03 0,10 0,15 0,20 0,27 0,37 0,50 0,70 0,80 0,96
Tengangan Keluarannya linier dengan perubahan sebesar 10mV untuk setiap kenaikan atau 0 penurunan sebesar 1 C. melalui pegujian pada suhu ruangan maupun air yang didinginkan dan dipanaskan, data keluaran hampir dikatakan sangat baik. Contohnya ketika suhu pada saat kalibrasi dengan termometer alkohol sebesar 230C maka keluaran dari ragkaian LM35 adalah sebesar 0,23 V, dan nilai antara keluaran dengan suhu yang terbaca dari termometer sangatlah akurat.
Gambar 8. Rangkaian Electric Down Sensor Pada dasarnya rangkaian Elektrik Down Sensor adalah rangkaian penurun tegangan. Bedanya disini adalah rangkaian penurun tegangan tersebut dipadukan dengan sebuah gerbang NOT. Pada IC 74LS04 terdapat 6 buah gerbang inverting, tetapi rangkaianElektrik Down Sensor cukup mengunakan satu buah gerbang saja. Cara kerja rangkaian ini cukup sederhana. Tegangan PLN yang semula 220 volt diturunkan dengan trafo step down hingga menjadi 9V (tegangan 9 volt yang dikeluarkan oleh trafo masih bersifat AC). Untuk mengubahnya menjadi tegangan DC memerlukan 2 buah diode rectifier IN4001. Tegangan keluaran yang dihasilkan oleh diode sudah bersifat DC akan tetapi masih banyak noise. Untuk memperhalus tegangan diode tersebut kemudian dipasang sebuah kapasitor polar (C1) sebesar 6600uf/16V. kapasitor ini berfungsi sebagai filter noise yang dihasilkan oleh trafo. Jika kapasitansi C semakin besar, tegangan ripple akan semakin kecil. Untuk penyederhanaan biasanya dianggap T=Tp, yaitu periode satu gelombang
Rangkaian Electric Down Sensor Elektrik Down Sensor adalah sebuah sensor yang berguna untuk mendeteksi padamnya arus listrik [2]. Padamnya arus listrik disebabkan oleh dua faktor. Pertama disebabkan oleh PLN, yang berarti dipadamkan dari pusat. Sedangkan faktor yang kedua karena gangguan listrik, misalnya hubungan arus pendek yang dapat menyebabkan terjadinya kebakaran. Skema rangkaian Elektrik Down Sensor ini dapat dilihat pada gambar 8.
161
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 5 NO. 2 SEPTEMBER 2012
ISSN : 2086 – 4981
d. Rangkaian Alarm Rangkaian alarm berguna sebagai tanda bila pada sistem pengaman rumah ini terdapat objek atau benda asing yang tertangkap oleh sensor. Adapun rangkaian alarmnya seperti terlihat pada gambar 9.
sinus dari jala-jala listrik yang frekuensinya 50Hz atau 60Hz. Jika frekuensi jala-jala listrik 50Hz, maka T = Tp = 1/f = 1/50 = 0.02 det. Ini berlaku untuk penyearah setengah gelombang. Untuk penyearah gelombang penuh, tentu saja frekuensi gelombangnya dua kali lipat, sehingga T = 1/2 Tp = 0.01 det. Penyearah gelombang penuh dengan filter C dapat dibuat dengan menambahkan kapasitor pada rangkaian gambar 8. Nilai kapasitor yang diperlukan untuk mensuplai beban sebesar 0.5A dan memiliki tegangan ripple yang tidak lebih dari 0.75 Vpp, maka digunakan rumus seperti dibawah ini:
Gambar 9. Rangkaian Alarm Flowchart Program Agar nantinya modul program yang dirancang memiliki struktur dengan kualitas yang baik dan mudah dimengerti, maka perlu diawali dengan menentukan logika dalam program. Adapun logika dasar yang digambarkan pada penulisan ini adalah dengan menggunakan flowchart program. Inisialisasi flowchart program diawali dengan membaca sinyal yang datang dari media luar, yang mana interface yang digunakan adalah port parallel. Selanjutnya proses akan mengambil langkah-langkah sebagai berikut : 1. Agar program dapat mengenal port, maka kita harus mendeklarasikan port kedalam program, baik port masukan dari sensor (PortIn) dan port keluaran untuk mengaktifkan alarm(PortOut) yang digunakan untuk membaca data atau untuk memberikan instruksi. 2. Selanjutnya kita menggunakan timer untuk melakukan looping. 3. Pada saat pin 2 berlogika “1”, pin 3 berlogika “0”, pin 4 berlogika “0”, pin 5 berlogika “0”, dan pin 6 berlogika “0”, maka akan muncul keterangan bahwa alat telah aktif. Namun jika pin 2 berlogika 0, maka berarti alat belum aktif.
C = I.T/Vr = (0.5) (0.01)/0.75 = 6600 uF. Apabila listik masih tetap menyala seperti biasa, maka IC regulator 7805 tetap menghasilkan tegangan 5 volt yang berarti logika „1‟ yang masuk pada input IC 74LS04 yang bersifat inverting akan menghasilkan output „0‟. Hasil output akan masuk ke kaki basis transistor BC107. Oleh karena arus pada basis „0‟ maka arus pada kolektor tidak akan mengalir ke emitor. Dengan demikian sama halnya dengan memberi input data „0‟ pada port paralel. Berbeda halnya juga listik padam sehingga IC 7805 tidak akan menghasilkan tegangan 5 volt. Dalam hal ini sama dengan bila IC 74LS04 diberi Logika „0‟ sehingga 74LS04 akan menghasilkan output „1‟. Tegangan output akan masuk pada kaki basis transistor BC107. Arus akan mengalir dari kolektor menuju emitor. Terjadinya aliran arus ini akan menyebabkan akitif. Aktifnya sama halnya dengan saklar dalam keadaan tertutup atau dalam keadaan mengalirkan arus. Tertutupnya menyebabkan arus 5 volt yang dihasilkan IC 7805 kedua mengalir menuju pin LPT/port parallel atau dapat disama-artikan dengan pin port parallel yang diberi input data „1‟.
162
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 5 NO. 2 SEPTEMBER 2012 4. Pada saat pin 3 berlogika “0”, pin 4 berlogika “1”, pin 5 berlogika “0”, dan pin 6 berlogika “0”, maka akan muncul keterangan bahwa Sensor 2 aktif, yang menandakan bahwa hari sudah sore/malam. Maka program segera mengaktifkan lampu secara otomatis.
5. Pada saat pin 3 berlogika “0”, pin 4 berlogika “1”, pin 5 berlogika “0”, dan pin 6 berlogika “0”, maka akan muncul keterangan bahwa Sensor 3 aktif, yang menandakan bahwa sensor tersebut menangkap adanya peningkatan suhu pada dapur. Maka program segera memberikan instruksi untuk mengaktifkan alarm melalui pin 16 pada port parallel. 6. Pada saat pin 3 berlogika “0”, pin 4 berlogika “0”, pin 5 berlogika “1”,dan pin 6 berlogika “0”, maka akan muncul keterangan bahwa Sensor3 aktif, yang menandakan bahwa sensor tersebut menangkap adanya penyusup. Maka program segera memberikan instruksi untuk mengaktifkan alarm melalui pin 16 pada port parallel. 7. Pada saat pin 3 berlogika “0”, pin 4 berlogika “0”, pin 5 berlogika “0”, dan pin 6 berlogika “1”, maka akan muncul keterangan bahwa Sensor4 aktif, yang menandakan bahwa sensor tersebut menangkap adanya gangguan pada listrik. Maka program segera memberikan instruksi untuk mengaktifkan alarm melalui pin 16 pada port parallel.
Start
PortIn ( IOPort : Word ): byte ;
PortOut ( IOPort : Value Word , : byte ): byte ;
Timer
Baca Sensor Sinyal 1, 2,3,4) )
True
PortIn = $00
Alat Tdk Aktif
False Alat Aktif
PortIn = $02
True
Sensor 1 Aktif Hidupkan lampu
True
Sensor 2 Aktif Aktifkan Alarm
False PortIn = $03 False True
PortIn = $04
Sensor 3 Aktif Aktifkan Alarm
2.
Pembacaan Port Program pembacaan port harus disediakan agar CPU dapat mengenal atau mendeteksi kelima sensor. Adapun Syntax Function Assembler adalah sebagai berikut : function Tform1.bacaport:byte; var temp:byte; begin asm mov dx,$379 in al,dx mov temp,al end; temp:=temp shr 3; result:=temp end;
False PortIn = $08
True
ISSN : 2086 – 4981
Sensor 4 Aktif Aktifkan Alarm
False Rumah Aman
Stop
Gambar 10. Flowchart Program
163
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 5 NO. 2 SEPTEMBER 2012 Perancangan pembacaan port parallel tersebut dibuat dalam suatu Function, sehingga setiap pembacaan nilai pin input yang diterima dilakukan secara terus menerus selama proses berlangsung. 1. Mov DX, $379 : kopikan isi data pada variabel alamat $379 ke register dx. Register dx adalah register yang digunakan untuk baca tulis port. Register dx dialamatkan pada alamat 0379h. alamat 0379h adalah alamat yang dimiliki oleh port parallel. Dialamatkan pada 0379h berarti melakukan akses ke port parallel. 2. in al, dx : berarti ambil masukan data yang ada pada register dx ke register ax. Register ax berguna untuk tempat menyimpan data sementara. Register ax adalah register yang berkapasitas 16 bit data. 3. Mov tem, al : kopikan data yang ada pada register al ke variabel temp. Variabel tem berjenis byte. Untuk menyimpan data yang bernilai 8 bit diperlukan variabel berkapasitas 8 bit juga. Setelah isi dari al disalin ke variabel temp maka data siap digunakan. Pin-pin yang digunakan untuk pembacaan data dari sensor adalah pin 2,3,4,5,dan 6. berikut adalah potongan syntax program untuk pembacaan data dari sensor. Untuk lebih menghemat program maka penulis membuat sebuah procedure untuk melakukan suatu keputusan jika salah satu atau semua sensor aktif. Procedure tersebut adalah : procedure TForm1.TimerWatchTimer(Sender: TObject); begin if (bacaport and $01)=$01 then begin timer1.Enabled :=true; frmlog.Show ;
ISSN : 2086 – 4981
nyalakan_alarm; end; if (bacaport and $02)=$02 then begin frmlog.Show ; frmlog.Memo1.Lines.Add('Sens or IR Aktif !'+ datetimetostr(now)); timer2.Enabled:=true; nyalakan_alarm; end; if (bacaport and $03)=$03 then begin timer3.Enabled :=true; frmlog.Show ; nyalakan_alarm; frmlog.Memo1.Lines.Add('Lam pu Rumah Diaktifkan'+ datetimetostr(now)); end; if (bacaport and $04)=$04 then begin timer4.Enabled :=true; frmlog.Show ; nyalakan_alarm; frmlog.Memo1.Lines.Add('Ada Peningkatan Suhu pada Dapur!'+ datetimetostr(now)); end; end; 3.
Perancangan Antarmuka
Perancangan antarmuka yang dimaksud adalah bukan hanya sekedar merancang tampilan sistem, tetapi bagaimana merancang antarmuka yang mampu memberikan kemudahan bagi user dalam pengoperasiannya. Antarmuka yang telah dirancang terdiri atas [3]: a.
Halaman Utama
Merupakan halaman utama dari sistem. Adapun bentuk halaman utama dapat dilihat pada gambar 11
frmlog.Memo1.Lines.Add('Lam pu Pada Rumah Anda Padam'+ datetimetostr(now));
164
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 5 NO. 2 SEPTEMBER 2012
ISSN : 2086 – 4981
. KESIMPULAN Dari penelitian yang penulis lakukan dapat disimpulkan bahwa: 1. Dengan memanfaatkan port parallel sebagai interface untuk dihubungkan ke komputer, diharapkan akan memberikan kemudahan bagi penguna( user ) dalam melakukan pengecekan kondisi rumah yang terjadi pada layar monitor. 2. Setiap pelanggaran yang terjadi pada rumah, maka akan mengaktifkan relay yang berfungsi sebagai switch untuk mengaktifkan alarm. 3. Dengan adanya sistem ini lampu dapat dihidupkan dan dimatikan secara otomatis dengan memanfaatkan sensor cahaya (LDR).
Gambar 11. Halaman Utama b.
Sub Menu Jika dilihat pada gambar 12 halaman menu utama terdapat subsub menu pilihan aktifkan sistem, reset, keluar, dan log status. 1. Submenu Sistem Diaktifkan
DAFTAR PUSTAKA [1] Alfirman. 2003. Sisitem Keamanan Pintu dengan Mengunakan Saluran Telepon dan Keypad Berbasiskan Mikrokontroller AT89C52. Universitas Putra Indonesia “YPTK” : Tesis S.Kom
Gambar 12. Halaman Sub Sistem Diaktifkan 2.
Submenu Log Status
[2] Anonim. 1997. 301 Rangkaian Elektronik 7th. Jakarta. : PT Elekmedia Computindo. 307308. [3] Sommervile, Ian. 2003. Software Engineering (Rekayasa Perangkat Lunak). 6th Jakarta.: Erlangga. 269-287.
Gambar 13. Halaman Log Status Setelah sistem diaktifkan, maka akan keluar Log Status untuk memberikan informasi kepada user adanya terjadi pelanggaran pada ruangan yang telah dipasanggi sensor, seperti gambar 13. Pada log status memberitahukan lampu rumah telah dinyalakan, adanya peningkatan suhu pada dapur, ada masalah pada listrik, adanya pelangaran pada objek yang telah dipasangi sensor infra red.
165
