PERANCANGAN. 4-1

PERANCANGAN Perancangan merupakan suatu tahap yang sangat penting dalam pembuatan suatu alat, sebab dengan menganalisa komponen yang digunakan maka alat yang akan dibuat dapat bekerja seperti yang diharapkan. Petunjuk yang memuat spesifikasi kompoenen atau datasheet merupakan petunjuk yang sangat penting dalam melakukan perancangan alat. Untuk mendapatkan hasil yang optimal, harus terlebih dahulu dibuat suatu rancangan yang baik. Dengan memperhatikan sifat dan karakteristik dari tiap –tiap komponen yang digunakan serta persediaan suku cadang dipasaran. Sehingga dapat mempermudah dalam pengejaannya. Bab ini akan menjelaskan perancangan sistem keamanan ruangan bagian central node (Pusat kontrol) dan sensor node. Rancangan sistem ini secara keseluruhan mencakup rancangan perangkat keras (hardware) dan program. Rancangan perangkat keras berisi penjelas perancangan komponen perangkat keras yang digunakan dalam alat ini. Sedangkan perancangan program berisi perancangan algoritma program dalam sistem ini. 4.1. Blok diagram Gambar 4-2. menjelaskan mikrokontroler Arduino UNO bertindak sebagai pusat kontrol sistem. Ketika user mengaktifkan sistem security melalui SMS mikrokontroler akan mengolah masukan data dari modul radio transceiver (nRF24L01), ketika masukan data adalah sensor high maka mikrokontroler akan memberikan

output

berupa

SMS

pemberitahuan

dan

membunyikan

Alarm/Electronic Siren, apabila masukan data berupa akses RFID maka sistem keamanan akan dinonaktifkan jika sistem sedang berada pada kondisi aktif, jika sistem keamanan sedang dalam keadaan tidak aktif maka user dapat menyalakan sistem keamanan dengan menempelkan kartu RFID dengan tag yang valid.

4-1

http://digilib.mercubuana.ac.id/

Gambar 4-1. Blok diagram Sensor Node

Gambar 4-2. Blok diagram Central Node

4.1. Perancangan Perangkat Keras Perancangan perangkat keras pada sistem kemanan ruangan ini terdiri dari beberapa modul, nRF24L01, SIM800l, Buck Converter, Relay Modul RFID dan Modul PIR: 4.1.1

Arduino Arduino digunakan sebagai pusat kontrol untuk modul – modul. Arduino tidak berdiri sendiri, tetapi digabungkan dengan modul – modul lainnya sesuai kebutuhan. Pada sistem keamanan ini pin yang digunakan adalah pin 2, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 3.3v, 5v, gnd.

4-2


4.1.2

Rangkaian nRF24L01 nRF24L01 adalah modul radio transceiver yang berfungsi sebagai jalur komunikasi dengan sensor node. Untuk pengetesan apakah modul ini bekerja dengan baik atau tidak, dibutuhkan 2 buah modul dan Arduino, salah 1 menjadi transceiver dan 1 nya menjadi receiver. Pin CE CSN SCK MOSI MISO IRQ VDD VSS

Fungsi digital Input digital Input digital Input digital Input digital output digital output Power Power

Gambar 4-3. Modul nrf24l01 (sunrom.com)

4.1.3 Rangkaian SIM800l Sebuah modul GSM yang bekerja pada frekuensi 850 – 1900 Mhz yang memiliki beberapa fitur, salah satu implementasi modul ini adalah sebagai SMS controller. SIM800l adalah modul gsm yang berfungsi sebagai jalur komunikasi antara user dan alat.

Pin VCC RST RXD TXD GND

Fungsi Power Reset Rx Data Tx Data Power

Gambar 4-4. Modul SIM800l (nettigo.eu) 4.1.4

Buck converter/DCV Stepdown Buck converter berfungsi sebagai penurun tegangan dari keluaran Arduino 5v diubah menjadi 4v dan digunakan sebagai power pada modul SIM800l, maksimal tegangan yang dapat diterima modul SIM800l adalah 4.2vdc.

4-3


Pin VCC GND VCC OUT GND OUT

Fungsi Power IN Power IN Power OUT Power OUT

Gambar 4-5. Buck converter (robomart.com) 4.1.5

Relay Relay yang digunakan adalah relay 5v, relay berfungsi sebagai saklar untuk electronic siren, Ketika mikrokontroler memberi keluaran LOW maka akan menyalakan electronic siren, sedangkan ketika diberi keluaran HIGH relay akan normally open atau tidak menyalakan electronic siren. Relay dapat dikontrol secara langsung dengan mikrokontroler jenis apa saja dan bisa dikontrol melalui port I/O digital, seperti Solenoid valve, lampu dan perangkat lainnya yang memiliki tegangan tinggi. Pin VCC GND IN

Fungsi Power Power Data Input

Gambar 4-6. Relay (electronics.stackexchange.com) 4.1.6 RFID Modul RFID reader ini berfungsi untuk membaca data atau nomor ID pada rfid tag yang kemudian data tesrsebut diproses oleh Arduino pro mini, jika tag valid maka arduino pro mini akan mengirim data string RFID akses diterima kepada central node secara nirkabel. PIN VCC RST GND NC MISO MOSI SCK SDA

Fungsi Power Reset Power Digital Input Digital Output Digital Input Digital Input Digital Input

Gambar 4-7. MFRC522 4-4


4.1.7

PIR Passive infra red berfungsi sebagai sensor input untuk mendeteksi gerakan, ketika ada orang masuk ke dalam ruangan. Sensor PIR ini ditempatkan di dalam ruangan yang berpotensi dilalui oleh manusia dengan menempelkan pada dinding. Agar jangkauan pendetksiannya optimal maka tempat pemasangan harus dijauhkan dari terkena sinar matahari.

PIN VCC RST GND NC MISO MOSI SCK SDA

Fungsi Power Reset Power Digital Input Digital Output Digital Input Digital Input Digital Input

Gambar 4-8. Passive Infra Red

4-5


4.1.8

Rangkaian keseluruhan sistem Rangkaian keseluruhan sistem pada gambar 4.9 dibawah ini menjelaskan tentang sebuah skema pin komponen-komponen yang saling berhubungan satu sama lain untuk dapat menjalankan fungsionalitas alat keamanan.

Gambar 4-9. Rangkaian desain elektrik central node Adapun tabel dibawah ini menjelaskan tentang port pin yang digunakan untuk menghubungkan komponen-komponen diatas ke dalam board Arduino UNO. Tabel 4-1. Pin yang digunakan pusat kontrol PIN 2 5 6 7 8 10 11 12 13 3.3v 5v GND

Digunakan Oleh RST SIM800l TXD SIM800l RXD SIM800l IN Relay CE nrf24l01 CSN nrf24l01 MOSI nrf24l01 MISO nrf24l01 SCK nrf24l01 VDD nrf24l01 VCC Relay, Regulator GND Relay, Regulator 4-6


Gambar 4-10 berikut ini merupakan gambar rangkaian sensor gerak yang terdapat pada alat keamanan untuk mendeteksi gerakan di dalam kamar kos. Rangkaian ini tidak terhubung secara langsung dengan board arduino agar mudah untuk pemasangan sensor pada kamar kos dan penambahan modul/sensor.

Gambar 4-10. Rangkaian desain elektrik sensor gerak Adapun tabel dibawah ini menjelaskan tentang port pin yang digunakan untuk menghubungkan komponen-komponen sensor gerak diatas ke dalam board Arduino Pro Mini. Tabel 4-2. PIN yang digunakan sensor gerak PIN 8 9 10 11 12 13 3.3v GND 5v GND

Digunakan Oleh CE nrf24l01 OUT PIR CSN nrf24l01 MOSI nrf24l01 MISO nrf24l01 SCK nrf24l01 VDD nrf24l01 GND nrf24l01 VCC PIR, Buck Converter GND PIR, Buck converter

4-7


Gambar 4-11 rangkaian sensor pintu dan jendela dibawah ini berfungsi sebagai pendeteksi status pintu terbuka atau tertutup. Sama halnya dengan rangkaian sensor gerak, dimana rangkatai tidak terhubung secara langsung dengan board arduino.

Gambar 4-11.Rangkaian desain elektrik sensor pintu dan jendela Adapun tabel dibawah ini menjelaskan tentang port pin yang digunakan untuk menghubungkan komponen-komponen sensor pintu dan jendela diatas ke dalam board Arduino Pro Mini. Tabel 4-3. Pin yang digunakan sensor pintu dan jendela PIN 8 9 10 11 12 13 3.3v GND

Digunakan Oleh CE nrf24l01 Magnet Switch CSN nrf24l01 MOSI nrf24l01 MISO nrf24l01 SCK nrf24l01 VDD nrf24l01 GND nrf24l01

4-8


Rangkaian komponen alat keamanan dibawah ini merupakan rangkaian elektik dari RFID yang berguna untuk mengaktifkan dan menonaktifkan akses keamanan pada alat.

Gambar 4-12.Rangkaian desain elektrik RFID Adapun pin-pin yang digunakan pada rangkaian desain RFID mengacu pada board Arduino Pro Mini seperti pada tabel dibawah ini. Tabel 4-4. Pin yang digunakan RFID. PIN 9 10 11 12 13 3.3v GND

Digunakan Oleh RST MFRC522 SDA MFRC522 MOSI MFRC522 MISO MFRC522 SCK MFRC522 VCC MFRC522 GND MFRC522

4.2.Perancangan program Tahapan perancangan program kendali alat terdiri dari perancangan algoritma program, diagram alir dan pembuatan program dengan ArduinoIDE. 4.2.1

Algoritma Program Pemograman untuk arduino ini menggunakan Arduino IDE untuk

memasukan kode ke Arduino Uno. Berikut adalah algoritma dari sistem secara keseluruhan:

4-9


Gambar 4-13. Diagram alir algoritma sensor node

Gambar 4-14. Diagram alir algoritma central node 1. Pada posisi awal Arduino uno telah terhubung dengan arus tegangan 12VDC. 2. Menunggu perintah dari user apakah sistem keaman diaktifkan atau tidak.

4-10


3. Jika sistem keamanan diaktifkan maka sistem hanya menunggu data yang dikirim dari sensor node. 4. Jika data yang dikirim adalah sensor HIGH maka pusat control akan mengirim SMS dan membunyikan Alarm. 5. apabila data berupa akses RFID maka sistem keamanan akan dinonaktifkan jika sistem sedang berada pada kondisi aktif, jika sistem keamanan sedang dalam keadaan tidak aktif maka user dapat menyalakan sistem keamanan dengan menempelkan kartu RFID.. 6. Jika sistem keamanan tidak diaktifkan maka kembali ke posisi 2.

4.2.2

Pembuatan program dengan ArduinoIDE Pilih File - New

Gambar 4-15. Project baru Selanjutnya memilih tipe board, yaitu Arduino Uno

Gambar 4-16. Board type 4-11


Sesuaikan port dengan port Arduino Uno

Gambar 4-17. Port Arduino Uno 4.2.2.1 Struktur Program Berikut adalah struktur penulisan program pada ArduinoIDE : #include <SPI.h> #include #include <Sim800l.h> #include <SoftwareSerial.h> Sim800l Sim800l; RH_NRF24 nrf24;

//library modul nrf240l //library modul nrf240l //library modul sim800l //is necesary for the library! //to declare the library //to declare the library

//###deklarasi variable Deklarasi library yang digunakan Int VariableName; char* VariableName; bool VariableName; Int VariableName; String VariableName; char* VariableName; uint8_t VariableName; bool VariableName; long String VariableName; //### uint8_t VariableName; long setup() VariableName;//kode void { void setup() //kode kode Deklrasi variabel { } kode } void loop() //kode void setup() //kode { { void loop() //kode Kode kode { } } Kode } void loop() //kode { Kode }

hanya dieksekusi 1x diawal hanya dieksekusi 1x diawal

akan dieksekusi berulang hanya dieksekusi 1x diawal akan dieksekusi berulang

akan dieksekusi berulang

4-12


void setup() digunakan untuk menginisialisasi variabel-variabel yang akan digunakan, dan hanya dijalankan satu kali saat Arduino mulai menyala. Sedangkan instruksi void loop() digunakan untuk menjalankan suatu siklus program, yang akan dilakukan terus-menerus hingga Arduino mati/reset. Berikut ini adalah beberapa fungsi dasar pada Arduino.

4-13


PERANCANGAN. 4-1

Recommend Documents