OTOMATISASI PARKIR KENDARAAN BERBASIS MIKROKONTROLER DAN SISTEM PENGAWASAN MENGGUNAKAN CCTV BERBASIS HP 3G DAN KOMPUTER
TUGAS AKHIR
Ditulis Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Program Diploma 3
Oleh : ENKA MONALISA NIM : 1105041011
FREDY C.SIHALOHO NIM : 1105041015 YUS ANGREMAN NIM : 1105041044
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA POLITEKNIK NEGERI MEDAN 2014
ABSTRAK
Selama ini pengaturan parkir dilakukan secara konvensional dan membutuhkan banyak tenaga kerja atau karyawan yang dipekerjakan untuk membantu kelancaran pengaturan tempat parkir serta pengamanannya. Hal ini jelas tidak efisien karena membutuhkan banyak waktu untuk mendapatkan tempat parkir. Dengan pemikiran tersebut, kami membuat suatu alat untuk memberikan kemudahan di industri dengan memanfaatkan teknologi elektronik dan sistem otomatis, dengan menggunakan mikrokontroler yang merupakan otak dari sistem ini menggunakan sensor infra merah sebagai pendeteksi dan LCD sebagai penampil lokasi parkir kosong. Motor stepper digunakan untuk membuka palang parkir dan menutup palang parkir serta CCTV untuk mengontrol sistem keamanan pada tiap blok tempat parkir. Proses ini akan terus-menerus dilakukan sampai semua blok parkir terisi dan keamanan yang terkontrol melalui HP 3G dan komputer. Dengan demikian alat ini mampu bekerja sesuai dengan sistem yang dibuat. Kata kunci : Mikrokontoler, Sensor Inframerah, LCD, CCTV
KATA PENGANTAR Puji dan syukur kami panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dan penulisan laporan ini. Laporan tugas akhir ini berjudul “Otomatisasi Parkir Kendaraan Berbasis Mikrokontroler dan Sistem Pengawasan Menggunakan CCTV Berbasis HP 3G dan Komputer” yang disusun untuk memenuhi syarat kelulusan akademi dan untuk menyelesaikan Pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan.
Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, penulis banyak menghadapi kendala maupun kesulitan, namun berkat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak maka tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak M. Syahruddin, ST.,MT. Sebagai Direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Bapak Junaidi, ST.,MT. Sebagai Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. 3. Bapak Berman P. Panjaitan, ST.,MT. Sebagai Kepala Program Studi Teknik Elektronika. 4. Bapak Henry H.L.Toruan, ST.,MT. Sebagai
Dosen Pembimbing
penulis dalam menyelesaikan tugas akhir. 5. Bapak Manto, SST. Sebagai Dosen Penguji I. 6. Bapak Drs. Ansharuddin, SST.,MT. Sebagai Dosen Penguji II. 7. Bapak Udur 1 Januari.Ht.Barat. Sebagai Koordinator Sidang. 8. Bapak Zumhari, ST.MT. Sebagai Kepala Bengkel Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Medan. 9. Bapak Ir. Akhirudin, MT. Sebagai Kepala Laboratorium Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Medan. 10. Bapak Ahmad Hidayat, ST.,MT. Sebagai Dosen wali kelas EK – 6B yang telah memberikan nasehat dan arahan bagi kami.
11. Kepada Seluruh Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Medan. 12. Orang tua serta keluarga yang telah memberikan dukungan materi dan moril sehingga sekarang ini dapat menyelesaikan studi di Politeknik Negeri Medan. 13. Semua teman – teman mahasiswa seperjuangan Program Studi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro yang turut membantu dalam penyelesaiaan Tugas Akhir ini. 14. Dan kepada seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, namun tidak mengurangi rasa terima kasih penulis dalam pengerjaan tugas akhir ini baik dalam bentuk apapun.
Dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini, penulis menyadari bahwa tulisan ini mungkin masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, penulis memohon maaf atas segala kekurangannya. Saran dan kritik yang bersifat membangun akan selalu penulis terima dengan harapan semoga tulisan ini dapat berguna bagi pembaca, dan dapat dilanjutkan untuk memperoleh hasil yang bermanfaat di kemudian hari. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian laporan ini. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi siapa saja yang membacanya.
Medan, September 2014 Hormat Kami
Penulis
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSETUJUAN .................................................................................. i LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. ii ABSTRAK ............................................................................................................ iii KATA PENGANTAR .......................................................................................... iv DAFTAR ISI ......................................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ ix DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................1 1.1
Latar Belakang Masalah ......................................................................1
1.2
Rumusan masalah................................................................................1
1.3
Batasan Masalah..................................................................................2
1.4
Tujuan Penulisan .................................................................................2
1.5
Manfaat Penulisan ...............................................................................3
1.6
Metode Pengumpulan Data .................................................................3
1.7
Sistematika Penulisan .........................................................................3
BAB II DASAR TEORI.........................................................................................5 2.1
Mikrokontroler AT89S52 ...................................................................5
2.2
Sensor Infra merah ............................................................................15
2.3
Photodioda ........................................................................................16
2.4
LCD ..................................................................................................18
2.5
Kamera CCTV ..................................................................................21
2.6. Digital Video Recorder (DVR) .........................................................23 2.7. Motor Stepper ...................................................................................24 2.8. Transistor ..........................................................................................27 BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM .............................31 3.1
Spesifikasi Sistem .............................................................................31
3.2 Blok Diagram Sistem .........................................................................31 3.3
Fungsi Masing-masing Blok .............................................................33
3.4
Perancangan Hardware......................................................................34
3.5
Perancangan PCB ..............................................................................42
3.6 Perancangan Software ........................................................................44 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA .............................................................58 4.1 Pengujian dan Analisa Power Supply ................................................58 4.2 Pengujian dan Analisa Regulator Tegangan .....................................59 4.3 Pengujian dan Analisa Rangkaian Mikrokontroler AT89S52............59 4.4 Pengujian dan Analisa LCD ...............................................................61 4.5 Pengujian dan Analisa Sensor Parkir .................................................62 4.6 Pengujian dan Analisa CCTV ............................................................69 4.7 Pengujian dan Analisa Software ........................................................70 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...............................................................80
5.1 Kesimpulan .......................................................................................80 5.2 Saran…… ...........................................................................................80 DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................82 LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 Diagram blok AT89S52 ......................................................................6 Gambar 2. 2 (a) Konfigurasi pin ; (b) Bentuk fisik mikrokontroler AT89S52 ........7 Gambar 2. 3 Ruang memori data internal ..............................................................10 Gambar 2. 4 Peta SFR ............................................................................................12 Gambar 2. 5 (a) Simbol LED infra merah ; (b) Bentuk fisik LED infra merah .....15 Gambar 2. 6 Panjang gelombang yang dihasilkan oleh photodioda yang berbeda terhadap penglihatan mata.................................................................17 Gambar 2. 7 Bentuk fisik photodioda ....................................................................17 Gambar 2. 8 Bentuk fisik LCD ..............................................................................20 Gambar 2. 9 Bentuk fisik CCTV ...........................................................................22 Gambar 2. 10 Bentuk fisik DVR ............................................................................24 Gambar 2. 11 Bentuk fisik motor stepper ..............................................................25 Gambar 2. 12 Pola perubahan posisi pada motor stepper dalam satu kali putaran full step ............................................................................................26 Gambar 2. 13 Bentuk fisik transistor tipe TIP31 ...................................................28 Gambar 2. 14 Simbol (a) Transistor PNP ; (b) Transistor NPN ............................28 Gambar 2. 15 Transistor sebagai saklar off ...........................................................29 Gambar 2. 16 (a) Transistor sebagai switching; (b) Transistor sebagai saklar ON 29 Gambar 3.1 (a) Blok diagram sistem otomatisasi parkir (b) Blok diagram CCTV .........................................................................................................32 Gambar 3. 2 (a) Rangkaian regulator tegangan ; (b) Bentuk fisik rangkaian regulator ............................................................................................34
Gambar 3.3 (a) Rangkaian minimum sistem parkir utama; (b) Bentuk fisik hasil perancangan.......................................................................................35 Gambar 3.4 (a) Rangkaian minimum sistem parkir A; (b) Bentuk fisik hasil perancangan ........................................................................................36 Gambar 3.5 (a) Rangkaian minimum sistem parkir B; (b) Bentuk fisik hasil perancangan ........................................................................................36 Gambar 3.6 (a) Rangkaian sensor parkir ; (b) Bentuk fisik rangkaian sensor infra merah ; (c) Bentuk fisik rangkaian photodioda ..................................37 Gambar 3.7 (a) Rangkaian sensor parkir pintu masuk parkir ; (b) Bentuk fisik rangkaian sensor infra merah ; (c) Bentuk fisik rangkaian photodioda 38 Gambar 3.8 Rangkaian LCD parkir ; (b) Bentuk fisik hasil perancangan .............39 Gambar 3.9 Rangkaian LCD parkir ; (b) Bentuk fisik hasil perancangan .............39 Gambar 3.10 Rangkaian driver motor ; (b) Bentuk fisik hasil perancangan .........40 Gambar 3.11 Perancangan CCTV yang digunakan dalam sistem ........................41 Gambar 3.12 (a & b) Penginstalan IP Address untuk Netservice ; (c) Penginstalan aplikasi vMeye .................................................................................42 Gambar 3.13 (a) Layout minimum sistem ; (b) Layout sensor infra merah ; (c) Layout driver motor .........................................................................43 Gambar 3.14 Tampilan jendela BASCOM-8051 ...................................................45 Gambar 3.15 Flowchart utama sistem parkir .........................................................46 Gambar 3.16 Flowchart parkir A ...........................................................................47 Gambar 3.17 Flowchart parkir B ...........................................................................49 Gambar 4. 1 Hasil pengujian power supply (a) Tegangan 12 Volt; (b) Tegangan 5 Volt ...................................................................................................58
Gambar 4. 2 Prosedur pengujian regulator tegangan .............................................59 Gambar 4. 3 Rangkaian sistem minimum mikrokontroler AT89S52 ....................60 Gambar 4. 4 Hasil pengujian LCD.........................................................................62 Gambar 4.5 Prosedur pengujian sensor infra merah pada blok parkir A.1 (a) Keadaan logika 0 ; (b) Keadaan Logika 1 ..........................................63 Gambar 4. 6 Prosedur pengujian sensor infra merah pada blok parkir A.2 (a) Keadaan logika 0 ; (b) Keadaan Logika 1 .........................................63 Gambar 4. 7 Prosedur pengujian sensor infra merah pada blok parkir A.3 (a) Keadaan logika 0 ; (b) Keadaan Logika 1 .........................................64 Gambar 4. 8 Prosedur pengujian sensor infra merah pada blok parkir A.4 (a) Keadaan logika 0 ; (b) Keadaan Logika 1 .........................................64 Gambar 4. 9 Prosedur pengujian sensor infra merah pada blok parkir A.5 (a) Keadaan logika 0 ; (b) Keadaan Logika 1 .......................................65 Gambar 4. 10 Prosedur pengujian sensor infra merah pada blok parkir A.6 (a) Keadaan logika 0 ; (b) Keadaan Logika 1 ......................................65 Gambar 4. 11 Prosedur pengujian sensor infra merah pada blok parkir B.1 (a) Keadaan logika 0 ; (b) Keadaan Logika 1 .......................................66 Gambar 4. 12 Prosedur pengujian sensor infra merah pada blok parkir B.2 (a) Keadaan logika 0 ; (b) Keadaan Logika 1 ......................................66 Gambar 4. 13 Prosedur pengujian sensor infra merah pada blok parkir B.3 (a) Keadaan logika 0 ; (b) Keadaan Logika 1 ......................................67 Gambar 4. 14 Prosedur pengujian sensor infra merah pada blok parkir B.4 (a) Keadaan logika 0 ; (b) Keadaan Logika 1 ......................................67
Gambar 4. 15 Prosedur pengujian sensor infra merah pada blok parkir B.5 (a) Keadaan logika 0 ; (b) Keadaan Logika 1 ......................................68 Gambar 4. 16 Prosedur pengujian sensor infra merah pada blok parkir B.6 (a) Keadaan logika 0 ; (b) Keadaan Logika 1 .......................................68 Gambar 4. 17 Hasil rekaman CCTV (a) channel 1 ; (b) channel 2 ........................70
DAFTAR TABEL Tabel 2. 1 Fungsi alternatif dari Port 1 ...................................................................8 Tabel 2. 2 Fungsi alternatif dari Port 3 ...................................................................9 Tabel 2. 3 Program Status Word ..........................................................................14 Tabel 2. 4 Empat bank register .............................................................................14 Tabel 2. 5 Konfigurasi Pin LCD 2x16 M1632......................................................19 Tabel 2. 6 Karakter CGROM M1632 LCD ..........................................................21 Tabel 2. 7 Motor stepper dengan gerakan full step ...............................................26 Tabel 2. 8 Motor stepper dengan gerakan half step ..............................................27 Tabel 4.1 Data hasil pengukuran output mikrokontroler AT89S52 ......................61 Tabel 4.2 Hasil pengujian sensor parkir ...............................................................70
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi telah mendorong manusia untuk berusaha mengatasi segala permasalahan yang timbul di sekitarnya. Salah satunya adalah penggunaan teknologi mikrokontroler yang banyak digunakan di kehidupan manusia. Saat ini banyak permasalahan yang penyelesaiannya membutuhkan biaya, waktu dan tenaga yang cukup besar. Tetapi dengan adanya kemajuan teknologi mikrokontroler hal-hal tersebut dapat ditekan seminimal mungkin. Pada tempat perparkiran kendaraan pada umumnya proses perparkiran masih banyak menggunakan cara manual untuk mengetahui lokasi kosong sehingga banyak waktu yang terbuang oleh pengguna parkir. Berdasarkan latar belakang diatas penulis mencoba merencanakan suatu penerapan sistem mikrokontroler sebagai proyek tugas akhir dengan judul “Otomatisasi Parkir Kendaraan Berbasis Mikrokontroler dan Sistem Pengawasan Menggunakan CCTV Berbasis HP 3G dan Komputer”. Dengan adanya alat ini diharapkan sistem perparkiran berjalan lebih mudah dan pengguna parkir tidak membutuhkan banyak waktu untuk mendapatkan informasi tempat parkir yang sudah penuh atau kosong. Selain itu petugas keamanan tidak perlu mengelilingi area parkir untuk melihat situasi/keadaan tempat parkir.
1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah dari Laporan Tugas Akhir ini adalah: 1. Bagaimana merancang sistem otomatisasi parkir kendaraan menggunakan sensor infra merah sebagai transceiver dan photodioda sebagai receiver. 2. Bagaimana menerapkan teknik interfacing antara software dengan seluruh komponen yang terkait dalam sistem.
1.3 Batasan Masalah
Untuk mendapatkan pembahasan semaksimal mungkin dan mengingat banyaknya permasalahan yang dihadapi penulis dalam menyelesaikan proyek tugas akhir ini, maka batasan masalah yang akan yang akan diuraikan dalam proyek tugas akhir ini sangat dibutuhkan. Untuk itu penulis membatasi hal-hal sebagai berikut: 1. Perancangan ini adalah prototype dalam ukuran miniatur sehingga ukuran fisik dirancang dengan skala kecil. 2. Perancangan ini tidak membahas secara mendetail tentang CCTV dan Digital Video Recorder karena alat-alat tersebut hanya sebagai alat bantu dan bukan merupakan hasil rancangan pada perancangan ini. 3. Sensor yang digunakan adalah sensor infra merah. Jumlah yang digunakan sebanyak 14 unit. Sebanyak 12 unit terpasang di tiaptiap blok tempat parkir dan 2 unit terpasang di palang parkir. 4. Menggunakan motor stepper sebanyak 1 unit untuk menggerakkan palang parkir utama. 5. LCD digunakan sebagai penampil informasi lokasi parkir kosong. Jumlah LCD yang digunakan sebanyak 3 unit yang masing-masing terpasang di pintu masuk parkir, blok barat dan blok timur tempat parkir. 1.4 Tujuan Penulisan Tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah: 1. Merancang
dan
membuat
sistem
parkir
menggunakan
mikrokontroler AT89S52. 2. Mengetahui dan memahami mikrokontroler AT89S52 secara umum, sensor dan komponen yang terdapat pada pembuatan tugas akhir ini. 3. Sebagai syarat untuk menyelesaikan perkuliahan di Politeknik Negeri Medan. 4.
1.5 Manfaat Manfaat dari pembuatan tugas akhir ini adalah: 1. Mendapatkan prototype sistem perparkiran, dengan alat ini pengguna parkir dengan mudah mendapatkan tempat parkir sehingga dapat menghemat waktu. 2. Membantu petugas keamanan dalam pengawasan tempat parkir. 3. Menambah pengetahuan dan wawasan khususnya mengenai aplikasi rangkaian elektronika dengan mikrokontroler. 1.6 Metode Pengumpulan Data Pengumpulan data yang dilakukan penulis dalam penyusunan laporan tugas akhir adalah sebagai berikut: 1. Melakukan tinjauan pustaka yaitu mencari dan mempelajari buku-buku mengenai teori-teori tentang rangkaian yang berhubungan dengan sistem ini. 2. Melakukan diskusi dengan dosen pembimbing dan rekan-rekan mahasiswa serta sumber lain yang dapat dijadikan sebagai acuan dan perbandingan. 3. Mencari data-data yang diperlukan dalam pembuatan proyek ini dengan menggunakan fasilitas internet. 4. Melakukan uji coba dan analisa alat lalu membandingkan hasilnya berdasarkan teori yang ada. 1.7 Sistematika Penulisan Dalam pembuatan tugas akhir ini, secara garis besar disusun dalam lima bab dengan sistematika penulisan sebagai berikut: BAB I
:
PENDAHULUAN Dalam penulisan bab ini berisikan mengenai latar belakang, batasan masalah, tujuan penulisan, manfaat, metode penulisan, serta sistematika penulisan.
BAB II
:
DASAR TEORI Bab ini berisi tentang teori-teori dasar yang menunjang dalam pengerjaan tugas akhir yaitu mencakup tentang rangkaian penunjang dan komponen yang digunakan dalam pembuatan alat.
BAB III
:
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM Merupakan inti dari tugas akhir ini berisi pembahasan yang berkaitan dengan analisa, perancangan subjek tugas akhir ini, diagram blok rangkaian secara keseluruhan dan realisasi rangkaian beserta cara kerjanya.
BAB IV
:
PENGUJIAN DAN ANALISA RANGKAIAN Dalam bab ini disertakan hasi-hasil pengujian alat sebagai pembuktian dari pembahasan pada bab-bab sebelumnya yang telah diterapkan ke dalam alat ini dan penjelasan rangkaian-rangkaian yang digunakan.
BAB V
:
KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab penutup ini dipaparkan mengenai kesimpulan dari pembahasan bab-bab sebelumya dan saran yang dapat membangun untuk mengembangkan judul tugas akhir penulis.
