KAMERA CCTV MENGGUNAKAN SENSOR GERAK DENGAN APLIKASI NUVOTON NUC-120 Adiansyah1, Nina Paramtyha Is, M.Sc2, Hasbi Nur Prasetyo W S.T., M.T3 Mahasiswa Bina Darma1, Dosen Universitas Bina Darma 2,3 Jalan Jenderal Ahmad Yani No.03 Palembang 30264 Telp : (0711) 515581, 515583 Fax. (0711) 518000 Email :
[email protected],
[email protected],
[email protected] Website : www.binadarma.ac.id e-mail :
[email protected]
Abstract Prinsip kerja kamera CCTV Menggunakan Sensor Gerak adalah pada rangkaian catu daya memberikan suplay tegangan 5 Volt untuk mengaktifkan mikrokontroler NUC120 dan mengaktifkan rangkaian rele secara otomatis pada saat sensor PIR mendeteksi gerakan manusia sensor akan memerintahkan ke mikrokontroler NUC120 untuk mengelolah data lalu mikrokontroler akan mengaktifan rele secara otomatis pada saat rele aktif buzer akan bunyi lalu kamera CCTV akan merekam kejadian sedangkan pada saat sensor PIR tidak mendeteksi manusia rangkaian driver akan off secara otomatis. Program yang digunakan didalam mikrokontroler NUC-120 untuk menentukan kaki port yang digunakan sesuai kita yang inginkan lalu masuk ke program coIDE untuk menulis program berapa lama delay selama perekaman CCTV tergantung delay yang digunakan pada alat Kamera CCTV Menggunkan Sensor Gerak Dengan Aplikasi Nuvoton NUC-120 delay selama perekaman 20 detik dan buzer 5 detik. Kata kunci : Sensor PIR, NUC120, Kamera CCTV Abstract CCTV camera job principle uses motion sensor is in power switch board sequence give suplay voltage 5 Volt to activate mikrokontroler NUC120 and activate rele sequence automatically during PIR sensor detects sensor human movement will order to mikrokontroler NUC120 for mengelolah data then mikrokontroler will activate rele automatically during active rele buzer will sound then CCTV camera will record event while during PIR sensor not detect driver sequence human will off automatically. Programme used in mikrokontroler NUC 120 to determine port foot that are used in appropriate we that want then stepped into coIDE programme to write programme how long delay for CCTV recording hung by delay that are used in in CCTV camera tool uses motion sensor with Nuvoton NUC application 120 delay for recording of 20 seconds and buzer 5 seconds. Keyword : PEAR Sensor, NUC120, CCTV Camera 1.
PENDAHULUAN
proses perekaman hanya akan dilakukan
Tindak kejahatan dewasa ini semakin
ketika sensor mendeteksi adanya manusia
meresahkan
kehidupan,sebagai
tindakan
saja.
preventif atau pencegahan terbukti mampu
1.2
Tujuan dan Manfaat
menekan angka kejahatan tersebut, salah
1.2.1
Tujuan
satunya adalah dengan pemasangan CCTV (Close
Circuit
menyisipkan
Television).
teknologi
sensor
Tujuan dari penulisan ini skripsi
Dengan
yang berjudul Kamera CCTV Menggunakan
dan
Sensor Gerak adalah sebagai berikut :
mikrokontroler pada sistem CCTV, maka
1. Merancang dan membuat alat kamera 1
CCTV menggunakan sensor gerak dengan
Resistor adalah komponen pasif yang
aplikasi nuvoton NUC-120
berfungsi untuk membatasi jumlah arus yang
2. Untuk mengetahui cara kerja alat kamera
mengalir dalam suatu rangkaian. Dengan
CCTV menggunakan sensor gerak aplikasi
resistor, arus listrik dapat didistribusikan
NUC-120
sesuai dengan kebutuhan. Sesuai dengan
1.2.2
Manfaat
namanya
resistor
bersifat
resistif
dan
Adapun manfaat dari penulisan ini
umumnya terbuat dari bahan karbon. Adapun
skripsi ini diantaranya :
rumus untuk mencari nilai hambatan dari
1. Sebagai alat bantu keamanan masyarakat
resistor pada aus searah adalah sebagai
dalam memantau tindak kejahatan seperti
berikut :
pencurian.
V = I . R..................................(2.1)
2. Menambah wawasan dan pengetahuan bagi
mahasiswa
tentang
Keterangan : V = Tegangan (Volt)
teknologi
I = Arus (Amper)
khususnya di bidang elektronika.
R = Nilai Hambatan (Ohm) 2.2
1.3
Dioda adalah komponen elektronika
Rumusan Masalah Rumusan masalah dari skripsi yang
berjudul
Kamera
Dioda
CCTV
aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor
Menggunakan
dan mempunyai fungsi menyearahkan arus
Sensor Gerak Dengan Aplikasi Nuvoton
listrik dari arus bolak-balik (AC) menjadi
NUC-120 sebagai berikut :
arus searah (DC) atau sebagai konverter dan
1. Bagaimana melakukan logika digital
sebagai saklar pada arus searah, yaitu
antara sensor, mikrokontroler, dan kamera
menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi
CCTV.
menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.
2. Bagaimana melakukan pendeteksian objek
Bentuk dan fisik dioda dapat dilihat pada
(manusia) berdasarkan informasi sensor.
1.4
gambar 2.1 sebagai berikut :
Pembatasan Masalah Batasan masalah pada skripsi ini Gambar 2.1 Bentuk dan Fisik Dioda
adalah : 1. Menggunakan
Mikrokontroler
2.3
Nuvoton
Kapasitor, sering disebut kondensator,
NUC 120 sebagai sistem kendali 2.
Membahas Menggunakan
pada
Kamera
CCTV
gerak
dengan
sensor
Kapasitor
merupakan komponen dasar elektronika yang berfungsi menyimpan energi listrik untuk sementara waktu, dalam bentuk muatan
pergerakan manusia saja.
listrik. Kemampuan kapasitor menyimpan 2. 2.1
muatan listrik disebut kapasitas kapasitor
TINJAUAN PUSTAKA
(kapasitansi). Besarnya kapasitas kapasitor
Resistor 2
dinyatakan
dalam
bentuk
farad
(F),
regulator ini adalah menstabilkan tegangan
microfarad (μF), atau pikofarad (pF). Bentuk
yang melewati IC tersebut. Sebagai contoh, IC
dan fisik kapasitor dapat dilihat pada gambar
regulator dengan nomor 7805 merupakan
2.2 sebagai berikut :
regulator tegangan 5 volt. Adapun gambar IC tersebut adalah sebagai berikut.
Gambar 2.2 Bentuk dan fisik kapasitor 2.4
Transistor
Gambar 2.4 IC Regulator 7805
Transistor
adalah
komponen
2.6
Catu daya
elektronika yang terdiri dari dua macam
Secara umum istilah catu daya
dioda, dan banyak dibuat dari bahan-bahan
biasanya berarti suatu sistem penyearah filter
seperti germanium, silikon dan garnium
(rectifier), dimana rangkaian ini mengubah
arsenide dan mempunyai tiga elektroda
tegangan AC yang berasal dari tegangan
(triode) yaitu basis, kolektor dan emitor.
sumber PLN menjadi tegangan DC yang
2.4.1 Tansistor NPN
murni. Komponen dasar yang digunakan
Prinsip kerja dari transistor NPN adalah
pada
arus akan mengalir dari kolektor ke emitor jika
basisnya
dihubungkan
ke
rangkaian
transformator,
ground
catu
penyearah,
daya
adalah
resistor,
dan
kapasitor.
(negatif). Arus yang mengalir dari basis harus
Transformator (trafo) digunakan untuk
lebih kecil daripada arus yang mengalir dari
mentransformasikan tegangan AC dari 220
kolektor ke emitor, oleh sebab itu maka ada
volt menjadi lebih kecil sehinga bisa dikelola
baiknya jika pada pin basis dipasang sebuah
oleh rangkaian regulator linear. Penyearah
resistor. Bentuk dan fisik Transistor dapat
yang terdiri dari dioda-dioda mengubah
dilihat pada gambar 2.3 sebagai berikut :
tegangan
bolak-balik
menjadi
tegangan
searah, tetapi tegangan hasil penyearah kurang konstan, artinya masih mengalami perubahan periodik yang besar. Sebab itu diperlukan Gambar 2.3 Bentuk dan fisik kapasitor 2.5
kapasitor
sehingga
tegangan
tersebut cukup rata untuk diregulasi oleh
IC Regulator 7805
rangkaian regulasi yang bisa menghasilkan
IC regulator atau yang sering disebut
tegangan DC yang baik dan konstan. Gambar
sebagai regulator tegangan (voltage regulator)
2.5
merupakan suatu komponen elektronik yang
menunjukan
rangkaian
catu
menggunakan regulator IC LM 7805.
melakukan suatu fungsi yang penting dan berguna dalam perangkat elektronik baik digital maupun analog. Hal yang dilakukan oleh IC 3
daya
1.
Normally Open (NO), saklar akan tertutup saat
diberi
tegangan.
Gambar 2.5 Rangkaian Catu Daya 2.7
Transformator Transformator adalah alat listrik
yang dapat menaikkan atau menurunkan tegangan listrik AC dari satu atau lebih
Gambar 2.7 Rele Normally Open
rangkaian ke rangkaian listrik yang lain, melalui
suatu
berdasarkan
gandengan prinsip
elektromagnet.
magnet
listrik
Prinsip
2. Normally
dan
Closed
(NC),
saklar
akan
terbuka saat diberi tegangan.
induksi induksi
elektromagnetis yaitu dimana perbandingan tegangan antara sisi primer dan sisi sekunder berbanding
lurus
dengan
perbandingan
jumlah lilitan dan berbanding terbalik dengan perbandingan arusnya. Dibawah ini simbol Gambar 2.8 Rele Normally Closed
dan fisik transformator.
3. Change Over (CO), saklar berada ditengah saat tertutup, tetapi ketika relai diberi tegangan,
akan
membuat
hubungan
dengan saklar yang lain. Gambar 2.6 Simbol Dan Fisik Transformator
2.8
Rele Rele adalah komponen elektronika
berupa saklar elektronik yang digerakkan oleh arus listrik. Secara prinsip, rele merupakan Gambar 2.9 Rele Change Over
saklar dengan lilitan kawat pada besi ketika besi dialiri arus listrik, arus akan tertarik
3.
karena adanya gaya magnet yang terjadi pada
3.1 PERANCANGAN HARDWARE Perancangan
besi sehingga kontak saklar akan menutup. 2.8.1
RANCANG BANGUN ALAT
Kamera
CCTV
Jenis-jenis Rele
menggunakan sensor gerak tidak lepas dari
Konfigurasi dari kontak-kontak rele
perancangan hardware. Sistem perancangan hardware
ada tiga jenis, yaitu:
diagram blok rangkaian dapat
dilihat gambar 3.3 4
4.
Hasil dan Pembahasan
4.1
Titik Pengujian Alat Titik
pengukuran
pada
Kamera
CCTV Menggunakan Sensor Gerak terdiri dari beberapa bagian dimana pada setiap bagian titik uji memiliki fungsi dan tujuan pengukuran yang berbeda-beda sesuai dengan kebutuhan
pengukuran.
Adapun
titik
pengukuran adalah sebagai berikut. 1.
sebagai
Gambar 3.3 Diagram Blok Rangkaian 3.2
TP 1 (Catu Daya) dan TP 2 berfungsi sumber
tegangan
rangkaian
PERANCANGAN SOFTWARE
dimana tegangan catu daya tersebut
Perancangan
digunakan sebagai sumber tegangan
software
memegang
Driver Rele.
peranan penting dalam hal ini pengolahann 2.
keseluruhan program. Inti dari perancangan
TP 3 (Driver Rele) berfungsi sebagai
software ini adalah pembuatan algoritma
saklar ketika ketika sensor mendeteksi
kendali pengaktifan CCTV untuk melakukan
gerakan
proses
driver rele untuk mengaktifkan kamera
perekaman.
Berikut
ini
adalah
lalu
mikro
memerintahkan
CCTV.
diagram alir (flowchart) kendali fungsi 3.
perekaman CCTV dapat dilihat pada gambar
TP 4 (Sensor PIR) berfungsi sebagai .input
3.10
untuk
mendeteksi
gerakan
manusia. 4.
TP 5 (Buzer) berfungsi sebagai suara pada saat sensor PIR deteksi gerakan buzer akan bunyi.
5.
TP
6
(Mikrokontroler
NUC120)
berfungsi sebagai pengendali perintah dari sensor PIR. 4.2.1
Titik Pengukuran 1 dan 2 (Catu
Daya) Pada titik pengukuran 1 dimana titik pengukuran adalah di kaki resistor. Adapun gambarnya adalah sebagai berikut :
Gambar 3.10 Flowchart Kendali Fungsi Perekaman CCTV
5
Teganga 4
4
5
5
4
4
n (V)
b. Perhitungan Untuk dapat mengetahui tegangan dan arus
pada
perhitungan
TP1
dapat
diperoleh
dengan data sebagai
dari yang
diketahui dari name plate komponen (Lihat gambar 4.2) dimana nilai tegangan Vac adalah sebesar 12 V ( Output dari trafo) , nilai Gambar 4.2 Titik pengujian 1 (TP 1)
dari C1
adalah 1000 F ,sedangkan nilai
a.
Pengukuran
resistor
adalah
Hasil pengukuran di TP 1 dapat dilihat
menggunakan
100
K
Ώ.
Dengan
data tersebut dapat dihitung
pada tabel 4.1
nilai tegangan efektif atau tegangan Dc
Tabel 4.1 Hasil pengukuran tegangan
maksimum dengan rumus tegangan efektif.
keluaran catu daya pada TP 1
Adapun rumus yang digunakan adalah rumus
NO
1
2
3
4
5
yang berasal dari tegangan efektif yaitu
Xi
sebagai berikut: Vac
Nilai
12,
12,
Tegan
3
3
12
12
12,
60,
12,
1
7
14
Vac
=
∫
= √2 Vmax
gan
Vmax =
(V)
Vac
=
√
Veff
(+)
=
Vrms
......................................................4.2 Pada catu daya yang digunakan ( lihat Nilai R 10
10
10
10
10
Ω
0
0
0
0
0
100
100
gambar 4.2) catu daya dengan input berasal dari trafo adalah 12 V dan tegangan drop voltage dari dioda bridge sebesar 1,2 V dan tegangan drop voltage LED adalah 3 V (lihat
Tabel 4.2 Hasil pengukuran tegangan
gambar 4.1). Sehigga tegangan maksimum
output IC regulator 7805 TP 2 NO
1
2
3
4
yaitu:
5
Vmax pengukuran =
Xi
=
√
,
√
= 8,58427 Nilai
4,
4,
4,
4,
4,
22,2
4,4 6
= 8, 58427 − 1,2 − 3
= 0,0011
= 4,384 V Pada rangkaian yang di ukur pada
Dengan demikian nilai tegangan ripple
kaki R, maka akan mengalirkan arus IR
adalah sebagai berikut:
sebesar
VrPerhitungan=
:
IR perh[itungan =
= ,
=
.
,
.
.
.
=3,9090 V
Jadi nilai Vmin pada rangkaian pada TP 1
= 0,043 mA
adalah :
Dan untuk memperoleh tegangan Vmin
Vdc perhitungan = Vdc – Vr (Lihat
pada perhitungan TP1 digunakan rumus
persamaan 4.3 )
berikut:
= 4,384 - 0,390
Vrmin=Vdc-Vr
= 3,994 V
Dimana :
Pada rangkaian yang diukur pada kaki R
Vr = tegangan ripple dalam volt Tegangan
Ripple
diperoleh
maka akan mengalir arus IR sebesar:
dengan
Vdcpengukuran = 4,44
menggunakan rumus sebagai berikut: ( .
)
(Vr)=
IR Pengukuran =
……….......4.4
Dimana:
,
=
= arus yang mengalir di R dalam
= 0,0444 mA
ampere
Dengan demikian nilai tegangan ripple
T = periode dalam detik, untuk Indonesia
adalah sebagai berikut :
dengan
VPengukuran =
Frekuensi PLN 50Hz, maka : T
=
=
,
, ,
,
,
= 0,403 V
= Dan = 0, 02 S
untuk
memperoleh
tegangan
pengukuran TP 1 sebagai berikut :
= 20 ms C
,
pengukuran =
= nilai kapasitor penyearah dalam
Vmin Vmin
Vdc- Vr = 4,44- 0,403
farad
= 4,037 V
Sebelum mencari nilai tegangan ripple harus di hitung terlebih dahulu nilai kapasitor
c. Presentase Kesalahann
total,. dikarenakan kapasitor di rangkai secara paralel
% kesalahan
maka nilai kapasitor total adalah
=
sebagai berikut: =
+
= 0,001 + 0,0001
−
% kesalahan tegangan
7
ℎ
100%
% kesalahan =
,
,
V
,
100% = 1,06 %
Berdasarkan hasil perhitungan dan pengukuran diketahui persen kesalahan yaitu sebesar 1,06 % V. Hal ini dikarenakan adanya drop voltage pada dari dioda bridge dan karena adanya perhitungan drop voltage dioda 4.3
Analisa Dari
hasil
pengukuran
dan
perhitungan dapat dianalisa bahwa : Pada pengukuran tegangan TP 1 dan TP 2 yang didapat dari perhitungan sebesar 3,994 V dan hasil pengukuran yang didapat sebesar 4,037 V. Hal ini bisa saja terjadi, karena niali hambatan kapsitor dan nilai hambatan nilai pada hambatan (resistor) tidak tepat nilainya tetapi memilki toleransi sebesar 5
%.sehingga
menyebabkan
terjadinya
perbedaan antara nilai pada perhitungan dengan nilai pada pengukuran begitu pula dengan hal dilakukan pengukuran pada TP 3 dan TP 4 hasil presentase kesalahan yang didapat yaitu pada TP 3 8,3 % TP 4 2,5 %, sedangkan untuk TP 5 pada posisi on tegangan bekerja pada buzer 12,12 V dan TP 6 pada posisi on sebesar 5 V. 4.4.1 4.4
Pada saat melakukan pengamatan
Mode Perekaman Kualitas Berbeda Pada
saat
melakukan
Analisa
pada mode perekaman kualitas yang berbeda-
pengamatan
berbeda
kamera CCTV yang dilakukan dengan kualitas
dapat
dianalisa
bahwa
selama
perekaman 70 detik menggunakan metode
yang berbeda-beda dapat dilihat pada Tabel
perekaman FHD ukuran file yang dihasilkan
berikut ini :
27,7 MB pada durasi yang sama untuk perekaman dengan kualitas HD
dan ID
dihasilkan ukura n file yang berturut-turut sebesar 2,2 MB dan 18,6 mb selisih ukuran filie jika dengan mode FHD yaitu sebesar 5,7 8
MB untuk mode HD dan 9,1 MB untuk mode
terang kualitas file nya semakin besar
ID dengan presentasi maka dapat diperkirakan
sedangkan kualitas pada saat normal hasil
file yang disesuaikan dengan ukuran memori.
file yang disimpan tidak teralalu besar file
4.5
Jarak Sensor PIR
yang tersimpan.
Pada saat melakukan percobaan jarak
3. Jarak sensor PIR pada saat mendeteksi
sensor PIR dapat dilihat pada tabel berikut:
gerakan manusia pada ketinggian 2 Meter sensor hanya membaca gerakan manusia jarak sensor hanya membaca 5 Meter. Jarak sensor tergantung pada ketinggian sensor PIR tetapi batas spesifikasi jarak sensor hanya 7 Meter 5.
PENUTUP
5.1
Kesimpulan Dari hasil pembahasan dan percobaan
pada alat Kamera CCTV menggunakan sensor gerak dengan aplikasi nuvoton NUC-120 penulis dapat menyimpulkan bahwa alat kamera CCTV menggunakan sensor gerak berfungsi mendeteksi gerakan manusia di integrasikan
dengan
sistem
terdiri
dari
Analisa
pengelolah sensor PIR, NUC120 dan kamera
Pada percobaan sensor PIR ini bisa
CCTV sebagai outputnya. Jarak ketinggian
disimpulkan bahwa pada saat sensor bekerja
sensor mempengaruhi gerakan manusia pada
pada saat adanya pergerakan manusia dengan
jarak sensor merespon membaca gerakan
jarak maksimal 5 meter lebih dari meter
manusia.
4.5.1
sensor tidak mendeteksi manusia. DAFTAR PUSTAKA 4.6
Floyd, Thomas L. “Principles of electric
Analisa Keseluruhan Pada Saat
circuit”. 7
Melakukan Percobaan
Ed. Prentice Hall, 2003.
Silaban, P. (1999). “Rangkaian Listrik”. Jilid
1. Pada saat melakukan percobaan hasil pengukuran yang didapat perbedaan pada
II. Edisi IV. Erlangga, Jakarta
saat melakukan perhitungan karna nilai
Malvino (1999). “Prinsip-prinsip Elektronika.
hambatan pada resistor tidak tepat nilainya
Jilid II’, Erlangga, Jakarta
tetapi memiliki tolenransi 5 % dan begitu
Barmawi. (1999). “Elektronika. Jilid I”,
pula nilai kapasitor.
Erlangga, Jakarta Abdul,
2. Untuk mode kualitas Kamera CCTV pada
1998
“Transformator”,
Paramita, Jakarta Pusat
saat menggamati yang didapat semakin 9
Pradnya
