PROTOTIPE SISTEM PINTU OTOMATIS KEAMANAN RUANGAN MENGGUNAKAN SENSOR PIR DAN SENSOR LIMIT SWICTH BERBASIS MIKROKONTROLLER Aditya Maulana Alfazri1, Tjut Awaliyah2, Teguh Puja Negara3 Jurusan Ilmu Komputer, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universita Pakuan Jl. Pakuan PO BOX.452, Bogor Telp/Fax (0251) 8375547 E-mail :
[email protected] Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membangun prototipe sistem pintu otomatis keamanan ruangan yang sederhana dan harga yang terjangkau sehingga dapat diaplikasikan pada semua ruangan,. Prototipe sistem pintu otomatis keamanan ini didesain menggunakan sensor Limit Swith, sensor PIR (Passive Infra Red). Prinsip kerja alat ini yaitu, mikrokontroler untuk mengelolah data, RFID (Radio Frequency Identification) sebuah input untuk masuk ruangan dengan menggunakan kartu, sedangkan sensor PIR untuk mendeteksi seseorang yang masuk pintu akan tertutup sendiri, LCD digunakan untuk menampikan seseorang yang menggunakan RFID maupun seseorang yang tidak menggunakan RFID, jika seseorang masuk tidak menggunakan RIFD akan ditampilkan menggunakan LCD, Selenoid untuk mengunci pintu apabila sensor Limit Swicth tersentuh, bunyi buzzer dan modem Wavecom sebagai peringatan atau SMS (Short Message Service). Kata Kunci : Prototipe Sistem Pintu Otomatis,Sensor PIR dan Sensor Limit Swith. aspek kehidupan sehingga saat ini seolah kita dimanjakan oleh adanya alat-alat yang dapat memberikan kemudahan. Dengan tingginya angka kriminalitas khususnya pencurian yang terjadi saat ini maka sistem keamanan menjadi kebutuhan yang mutlak untuk diterapkan, untuk itu dibutuhkan suatu perangkat sistem keamanan yang dapat menjaga setiap waktu bahkan melindungi asset dan privasi yang dimiliki. Contoh sistem keamanan yang terhubung dengan (handphone) menggunakan sesnsor LDR sebagai pendeteksi keberadaan penyusup. (Dian Aldila Ramadhani,2008). Berdasarkan permasalahan diatas, maka penulis mencoba
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penerapan teknologi komputer dan eletronika saat ini telah mencapai perkembangan yang sangat mengagumkan, Manusia selalu berusaha untuk menciptakan sesuatu yang dapat mempermudah aktivitasnya, hal inilah yang mendorong perkembangan teknologi yang telah banyak menghasilkan alat sebagai piranti untuk mempermudah kegiatan manusia bahkan menggantikan peran manusia dalam suatu fungsi tertentu. dipisahkan dalam kehidupan seharihari. Perkembangan teknologi saat ini telah merambah ke segala
1
mengembangkan suatu alat untuk keamanan pada suatu ruang dengan menampilkan status pada LCD dan Mengirimkan sebuah pesan SMS (Short Message Service).
apabila ada penyusup yang masuk tanpa melewati akses masuk yang dimiliki oleh pemilik dan akan mengirim sebuah peringatan kepada pemilik rumah
1.2 Tujuan Penelitian Adapun tujuan penelitian ini adalah untuk membuat suatu sistem keamanan untuk mengatur keadaan ruangan khusus agar pemilik dapat lebih mudah mengetahui apabila ruangan tersebut dimasuki oleh penyusup
METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitian Tahap penelitian yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan metode pendeketan Hardware Programing yang ditempuh melalu 10 tahapan. Tahapan tersebut dapat dilihat pada diagram alir pada gambar 8.
1.3 Ruang Lingkup Pada penelitian ini dibatasi hanya untuk menggunakan dalam ruangan khusus yang nanti akan diketahui oleh pemilik Salah satunya pembatasan alat ini hanya mendeteksi gerak dan suhu yang khususnya pada manusia yaitu hanya menggunakan sensor Pir dan sensor Limit Switch yang dapat mengeluarkan output dari pemancaran sinyal analog secara proposional terhadap pendeteksi penyusup di antara pin pendeteksinya. Sehingga output dari pemancaran sinyal analog tersebut akan ditampilkan ke dalam sebuah LCD modul 16x2 dan sebuah peringatan menggunakan SMS (Short Message Servies) yang akan dikirim dengan nomor tertentu.
Gambar 8. Tahapan Penelitian 3.1.1 Perencanaan Proyek Penelitian (Project Planning) Dalam perecanaan proyek penelitian, terdapat beberapa hal penting yang harus ditentukan dan dipertimbangkan, antara lain : a. Penetuan topik penelitian b. Estimasi kebutuhan alat dan bahan c. Estimasi anggaran d. Kemungkinan penerapan dari aplikasi yang akan di rancang
1.4 Manfaat Penelitian 1. Masyarakat dapat memliki alat sistem keamanan rumah yang menggunakan akses masuk untuk pemilik secara otomatis dan untuk melindungi asset dan privasi yang dimiliki. 2. Masyarakat pula dapat mengetahui karakteristik sistem untuk memantau keadaan rumah yang ditinggal pergi pemiliknya berupa tanggapan
3.1.2 Penelitian (Research) Setelah tahap perencanaan telah selesai dilakukan, dilanjutkan dengan penelitian awal dari aplikasi yang akan dibuat, mulai pemilihan dan pengetesan komponen ( alat dan bahan), kemungkinan rancangan awal dan akhir.
2
3.1.6 Desain Software (Software Design) Perangkat lunak yang ada pada umunnya dibutuhkan dalam perancangan perangkat keras antara lain, software untuk sistem control alat (aplikasi) dan software interface pada komputer PC/Portable. Pada aplikasi ini sistem antar muka digunakan hanya untuk memonitor penggunaan daya pada alat yang dibuat.
3.1.3 Pengentesan Komponen (Part Testing) Dalam pengetesan komponen dilakukan pengetesan alat terhadap fungsi kerja komponen berdasarkan kebutuhan dari aplikasi yang akan di desain. 3.1.4 Desain Sistem Mekanik (Mechanical Design) Dalam perencanaan perangkat keras, desain mekanik merupakan hal penting yang harus dipertimbangkan. Pada umumnya kebutuhan aplikasi terhadap desain mekanik antara lain : a. Bentuk dan ukuran PCB (Printed Circuit Board) b. Dimensi dan massa keseluruhan sistem c. Ketahanan dan fleksibilitas terhadap lingkungan d. Penempatan modul – modul elektronik
3.1.7 Test)
Tes Fungsional (Functional
Tes fungsional dilakukan terhadap integrasi sistem listrik dan software yang telah didesain. Tes ini dilakukan untuk meningkatkan performa dari perangkat lunak untuk pengontrollan desain listrik dan mengeliminasi eror (Bug) dari software tersebut. 3.1.8 Integrasi atau Perakitan (Integration) Modul listrik yang telah diintegrasi dengan software di dalam kontrolernya, diintegrasi dalam struktur mekanik yang telah dirancang.
3.1.5 Desain Sistem Listrik (Electrial Design) Dalam desain sistem listrik terdapat beberapa hal yang harus diperhatikan, antara lain sebagai berikut : a. Sumber catu daya (seperti baterai dan rectifier) b. Kontroller yang akan digunakan c. Desain driver untuk pendukung aplikasi d. Desain sistem kontrol yang akan diterapkan e. Rangkaian diagram block yang meliputi mikrokontroler , sensor, LCD dan RFID (Radio Frequency Idenfication).
3.1.9 Tes Keseluruhan Sistem (Overall Testing) Pada tahapan ini dilakukan fungsi dari keseluruhan sistem dari semua alat yang telat didesain apakah alat tersebut telah sesuai dengan program dan ketentuan yang diharapkan. 3.1.10 Optimasi Sistem (Optimization) Optimasi dilakukan untuk meningkatkan perfoma dari aplikasi yang telah dirancang. Optimasi ditekankan pada desain mekanik agar
Gambar 9. Diagram Blok
3
outputnya sesuai diharapkan.
dengan
yang
penting yang harus ditentukan dan dipertimbangkan, antara lain :
3.2 Waktu dan Tempat Penelitian Dalam melakukan suatu penelitian harus memiliki jadwal yang efektif mungkin sehingga dapat memaanfaatkan waktu yang singkat agar tepat waktu melaksanakan penelitian. Jadwal pelaksanaan penelitian sebagai berikut :
4.1.1. Penentuan Topik Penelitian Dalam penelitian ini topik yang akan diambil adalah “Prototipe Sistem Pintu Otomatis Keamanan Ruangan Menggunakan Sensor Pir Dan Limit Switch Berbasis Mikrokontroler” topik ini diambil karena terkait mengenai efisiensi keamanan dan otomatisasi sistem. 4.1.2. Estimasi Kebutuhan Alat Dan Bahan Pada tahap ini dilakukan estimasi kebutuhan alat dan bahan yang akan digunakan dalam penelitian. Spesifikasi kebutuhan dan alat akan digunakan, antara lain : 1. Komputer Processor Intel (R) Core (TM) i3-2330M CPU @2.20GHz dengan kapasistas memory 2GB dan Hardisk 500GB 2. Arduino Uno ATMega 328 Arduino UNO adalah sebuah kit elektronik open source yang dirancang khusus untuk memudahkan setiap orng dalam belajar membuat robot atau mengembangkan perangkat elektronik yang dapat berinteraksi dengan bermacam – macam sensor dan pengendali. Saat ini Arduino sangat populer di seluruh dunia. Banyak pemula yang belajar mengenal robotika dan elekronika lewat Arduino karena mudah dipelajari. Tapi tidak hanya pemula, para hobbyist atau profesional pun ikut senang mengembangkan aplikasi elektronik menggunakan Arduino. Bahasa yang dipakai dalam Arduino bukan assembler yang relatif sulit, tetapi bahasa C yang disederhanakan dengan bantuan
Tabel 2. Jadwal Pelaksanaan Penelitian Waktu penelitian :4 (empat) bulan. Terhitung dari bulan maret 2014 sampai bulan mei 2014 Tempat penelitian :Laboratarium Workshop FMIFA Universitas Pakuan JL.Pakuan PO.BOX425 Bogor. PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI Dalam bab ini akan membahas perancangan dan implementasi sistem pendeteksi penyusup berdasarkan metode penelitian yang digunakan, mulai dari perencanaan proyek penelitian sampai dengan integrasi sistem 4.1 Perencanaan Proyek Penelitian (Project Planning) Dalam perencanaan proyek penelitian terdapat beberapa hal
4
pustaka – pustaka (libraries) Arduino. 3. RFID (Radio Frequency Indication) Radio Frequency Identification (RFID) adalah teknologi yang menggunakan gelombang radio untuk mengidentifikasi orang atau suatu objek secara otomatis dengan menggunakan tag. Teknologi ini menciptakan cara otomatis untuk mengumpulkan informasi suatu produk, tempat, waktu atau transaksi lebih cepat mudah tanpan human error. 4. Sensor Pir (Passive Infared) Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah. Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar. 5. Sensor Limit Switch Sensor Limit Switch adalah salah satu jenis sensor yang ada di dunia industri yang berfungsi untuk mendeteksi gerakan dari bagian mesin yang bergerak seperti cylinder dan lain-lain, pada saat tuas atau bisa juga disebut cam mengenai atau menekan bagian kepala dari limit switch maka sensor ini langsung bekerja sehingga kontak-kontak yang ada pada bagian dalamnya akan ikut bekerja pula, pada saat sensor bekerja bisa langsung dihubungkan keperangkat atau komponen lain seperti solenoid valve atau lampu indikator. ada berbagai tipe dan ukuran pada sensor ini namun secara prinsip kerja adalah sama persis.
6. Modul DI-Smart LCD 16X2 Board Sebagai tampilan (display) untuk menampilkan karakter – karakter yang diperlukan dalam suatu sistem seperti jumlah suatu variabel, tampilan indicator kejadian, atau bisa juga untuk estetika. 7. DI-M D.C.D.4.A Rangkaian penguat untuk mengendalikan motor-motor berarus DC (Direct Current) seperti Motor DC Gearbox, Motor Stepper, Motor DC Tape, dll. 8. DI-Relay 1 Sebagai electronic-switch yang dapat digunakan untuk mengendalikan ON/OFF peralatan listrik berdaya besar. 9. Adapter Sebagai sumber tengangan DC untuk mengalirkan arus pada mikrokontroler. 10. Rangka Rangka dibuat dengan menggunakan bahan akrilik dengan tebal 3mm. Rangka merupakan bagian penting, karena sebagai tempat rangakaian elektronika dan dibuat menjadi ruangan penyimpanan tikus. 4.1.3. Software 1. Software Arduino Alpha Arduino alpha adalah software yang berisi bahasa pemograman integrated development environment (IDE) yang canggih dan berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan mengupload ke dalam mikrokontroler. Arduino biasa digunakan untuk membuat suatu prototype piranti karena
5
sifatnya yang fleksibel dan mudah digunakan baik software mau pun hardwarenya. Kemudahannya adalah karena Arduino ini menganut azas Open Source, sehingga kita dapat berbagi desain/prototype dan setiap orang dapa IDE Arduino adalah software yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan Java. 2. Fritzing Fritzing Alfa merupakan software kedua yang dipergunakan untuk simulator rangakaian dan bisa dipergunakan untuk mendesain rangkaian. Software ini digunakan sebagai simulator sebelum pada tahap implementasi hardware. Simulator ini dilengkapi dengan animasi hardware-hardware yang terdapat di dalam library. 4.2 Penelitian (Research) Mikrokontroler sebagai pengendali otomatis pendeteksi penyusup yang dihasilkan karna orang yang tidak dikenal masuk tanpa menggunakan Tag Card dan mendapat input dari sensor Pir dan sensor Limit Switch dengan Output sebuah sinyal alarm dan secara realtime dengan mengirimkan SMS peringatan ke nomor seluler telepon tertentu
LCD menampilkan baris kata berupa keterangan secara otomatis SMS peringatan ke nomor telepon tertentu. Gambaran umum sistem dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 10 .Gambar Umum Sistem Keterangan : = Kabel VCC ya menghubungkan Arduino, RFID,sensor pir , Limit Switch, Relay 1, LCD dan buzzer. = Kabel Ground yang menghubungkan Arduino, RFID, sensor Pir, Limit Switch, Relay 1, LCD dan Buzzer. = Kabel yang menghubungkan Arduino, RFID, Sensor Pir, Limit Switch, Relay 1, LCD dan buzzer. Pada gambar tersebut dapat dijelaskan bahwa pada pin analog in pin 0 dihubungkan ke RFID (TX), sedangkan pin 1 RS232 (RX), lalu pin 2 dihubungkan ke alarm (Buzzer), pin 3 dan pin 4 dihubungkan ke Driver motor IN 1 dan IN 2, pin 5 dihubungkan ke Relay, pin 6 dihubungkan ke sensor PIR, pin 7 dihubungkan ke sensor Limit Switch, sedangkan Power Pin ground dihubungkan ke sensor pin, RFID dan LCD. Lalu pin VCC dihubungkan ke pin sensor V+ , Relay, RS232 dan dihubungkan pula kaki LCD. Pada pin 8,9,10,11,12,13 dihubungkan LCD.
4.2.1 Gambar Umum Sistem Alat yang telah dirancang dan di implementasikan ini dapat di fungsikan untuk mendeteksi penyusup pada ruangan tertentu dan inputan dari alat ini yaitu verifikasi sebuah sinyal pendeteksi penyusup dengan realtime secara otomatis, sebagai output adalah alarm peringatan didalam ruangan dengan
6
sudah ada pada arduino, setelah program upload kedalam arduino. Maka hasil dari pengetesan dapat dilihat pada gambar
4.2.2 Prinsip kerja sistem Prinsip kerja sistem meliputi inputan yang diterima mikrokontroler ATMega328 berupa sensor Pir dan sensor Limit Switch yang akan mendeteksi keberadaan seseorang (asing) yang tidak mempunyai akses masuk. Ketika ada seseorang yang mempunyai akses masuk dengan membawa RFID tag yang dikenali maka secara otomatis sistem akan merespon dan mematikan sistem peringatan/alarm. Namun saat orang yang tak dikenal masik keruangan dan RFID reader tidak mengenali orang tersebut maka sensor keamanan yang dipakai akan mendeteksi dan memberikan respon sistem kontrol untuk mengaktifkan peringatan/alarm dengan membunyikan sirine, dan mengirimkan SMS peringatan ke nomor telepon tertentu.
Gambar11.Mikrokontroler Yang di Program 4.4 Desain Sistem Mekanik (Mechancial Design) Dalam perancangan perangkat keras, desain mekanik merupakan hal penting yang harus dipertimbangkan. Pada umumnya kebutuhan aplikasi tertahap desain mekanik antara lain: 1. Bentuk dan ukuran pengukuran beban pendeteksi penyusup Untuk pengukuran pendeteksi penyusup yang dibuat dari bahan akrilik dengan ukuran 20cmx20x10cmx6cm sesuai dengan kebutuhan yang dibutuhkan. 2. Dimensi dan massa keseluruhan sistem Untuk dimensi dan massa keseluruhan sistem dibuat seminimal mungkin, agar dapat mengefiesienkan dan meminimalisasi dana yang digunakan serta memberikan kenyaman pada pengguna. 3. Ketahan dan flesibilitas terhadap lingkungan Alat ini di desain fleksibel sehingga dapat di tempatkan diberbagai ruangan terkecuali kipas yang real. 4. Penempatan modul Dalam perancangan desain alat ini, penerapan modul-modul elektronik tidak memakan banyak tempat, dibuat dan didesain seminimalis mungkin.
4.3
Pengetesan komponen (Part Testing) Pada tahap ini dilakukan pengetesan komponen-komponen yang akan digunakan berfungsi atau tidak. Pengetesan komponen dilakukan menggunakan kartu ( Tag Kartu). Selain itu, fungsi kerja dari masing-masing komponen harus dipahami sesuai dengan kebutuhan aplikasi yang akan dibuat agar aplikasi yang dibuat agar aplikasi yang dibuat sesuai dengan tujuan pembuatan aplikasi. 4.3.1
Pengetesan menggunakan program
1. Arduino Uno ATMega328 Pengetesan awal dilakukan dengan menyambungkan arduino dengan komputer. Kemudian masukan perintah atau program untuk menghidupkan LED yang
7
4.4.1 Blok Diagram Sistem Rancangan hardware secara umum di gambarkan pada blok diagram seperti pada gambar berikut :
Gambar 12. Blok Diagram Sistem Apalikasi berikut ini membahas tentang penggunaan rangkaian sistem pendeteksi penyusup Mikrokontroler ATMega 328 sebagai pengendalian, dengan adanya kontroler yang dapat memproses inputan dari sensor dan mengkonversi masukan analog menjadi keluaran digital sehingga dapat mengatur keaktifan pendeteksi penyusup secara otomatis dan mengirimkan sebuah peringatan. Program yang telah di tulis kepada mikrokontroler sebagai logika dan memiliki angka default yang sudah diatus dalam program pada mikrokontroler. Sedangkan LCD berfungsi sebagai display (output) atau interface antara pengguna dan alat sistem pendeteksi penyusup ini.
Gambar 18 . Desain Software 4.7 Test Fungsional (Functional Test) Test fungsional dilakukan terhadap intergrasi sistem mikrokontroler dan software yang telah didesain. Test ini dilakukan untuk meningkatkan performa dari perangkat lunak untuk mengetahui apakah desain mikrokontroler tidak eror. Tahap awal test fungsional adalah kelengkapan komponen input dan ouput yang benar. Pada awal ini, komponen yang telah terpasang diuji satu persatu sebelum akhirnya alat dapat digunakan secara maksimal. Setelah komponen terpasang dengan benar, maka tahap selanjutnya dari test fungsional dapat dilakukan. Tahap selanjutnya adalah test fungsional tanpa mengunakan komponen output yang akan di rancang, tetapi memakai led sebagai indikator bahwa pin setiap port mikrokontroler bekerja dengan baik, bila led menyala maka pin mikrokontroler sudah dapat dipakai untuk komponen output lainnya. Setelah test fungsional menggunakan led berhasil, tahap selanjutnya adalah mencoba menyalakan komponen output seperti lcd dan port yang sudah di rancang dengan Arduino Alpha Software 1.5.2. Jika test yang dilakukan pada komponen output dan input selesai dan dinyatakan berhasil, tahap selanjutnya adalah membuat rancangan sesuai dengan sistem yang akan di terapkan dengan melakukan
4.5 Desain Sistem Kelistrikan (Electrical Design) Desain catu tegangan pada adpator 12V memberikan supply tegangan pada rangkaian yang akan dibangun untuk mengendalikan Mikrokontroler karna semua tegangan dari komponen output dan input sudah tersuply dari mikrokontroler sendiri. 4.6 Desain Software (Software Design) Pembuatan perangkat lunak sistem harus mengutamakan cara kerja yang efiesien berikut flowchart dari sistem tersebut : 8
setting kinerja komponen input dan output.
Gambar 20 . Sensor Pir (Passive InfraRed) 3. Sensor Limit Swicth
4.8 Integrasi atau Perakitan (Integration) Komponen yang telah diintegrasi dengan software di dalam kontrolernya, diintegrasi kedalam struktur mekanik yang telah dirancang. Lalu dilakukan test fungsional keseluruhan sistem. Sistem antar muka yang dirancang untuk memonitor daya dihubungkan dengan modul dan mikrokontroler melalui komunikasi serial port. Pada tahap proses integrasi ini dilakukan proses perakitan berdasarkan dari proses desain , baik desain mekanis, elektronik maupun desain software. Terdapat dua tahap yang dilakukan pada integrasi yaitu material collecting dan assembling.
Gambar 21. Sensor Limit Switch 4. RFID Gambar 22. Modul RIFD Starter Kit 5. Wavecom Gambar 23. Modul Modem Wavecom 6. Modul LCD DI-Smart 16x2 Board Gambar 24. Modul LCD DISmart 16x2 Board
4.8.1 Material Collecting Pada tahap ini dilakukan pengumpulan alat dan bahan yang akan digunakan untuk pembuatan rangkaian sistem pendeteksi penyusup berupa hardware yang meliputi, modul mikrokontroler ATMega 328, modul sensor Pir, sensor Limit Switch, modul RFID , modul LCD , Wavecome. Dilakukan juga pengumpulan software-software penunjangnya.
4.8.1.2. Material Colleticng Software Pada tahap ini dilakukan pengumpulan software-software penunjang yang akan digunakan untuk mengimplementasikan sistem pendeteksi penyusup. Softwaresoftware tersebut adalah Arduino Alpha Software 1.5.6 sebagai penulisan, compiler, dan Uploader listing program bahasa C/C++ ke dalam mikrokontroler dan Fritzing sebagai software untuk menggambar skematik rangakain atau simulator.
4.8.1.1. Material Collecting Hardware Pengumpulan Komponen dasar 1. Mikrokontroler ATMega 328
4.8.2
Assembling Tahap assembling (pembuatan) merupakan dimana seluruh obyek dibuat, baik secara hardware (miniatur dan rangkaian driver) serta secara software yang merupakan compiler.
Gambar 19. Mikrokontroler ATMega 328 2. Sensor PIR
4.8.2.1 Assembling Hardware
9
Dalam tahap assembling hardware dilakukan dengan beberaoa tahap, tahapan yang dilakukan yaitu : 1. Pembuatan miniatur sistem pendeteksi penyusup a. Alat dan bahan yang akan digunakan pada pembuatan miniatur dikumpulkan, yaitu akrilik serta alat yang lain. Selanjutnya akrilik diukur dan dipotong dengan gergaji sesuai dengan perancangan. b. Melubangi akrilik dengan bor ditempat yang telah ditentukan untuk menyimpan komponen dan sensor.
diperintahkan oleh mikrokontroler. d. Wavecome modem pada rangkain yang dibuat berfungsi mengirim peringatan melalui sebuah pesan SMS yang secara otomatis di perintahkan oleh mikrokontroler. e. LCD, berfungsi menampilkan simulasi didalam proses kontroler output sistem pendeteksi penyusup tersebut. 4.8.2.2 Assembling Software Untuk compiler listing sistem pendeteksi penyusup menggunakan ATMega 328. Digunakan bahasa pemograman C yang di upload kedalam modul mikrokontroler Aduino Alpha Softwar 1.5.6. Langkah-langkah mengupload program /coding yang sudah jadi pada Modul Mikrokontroler ATMega 328 secara garis besar dapat dilihat sebagai berikut:
Gambar 25. Hardware Secara Keseluruhan Pada gambar terlihat desain akrilik terdiri dari beberapa komponen utama dan tersambung kabel ke terminal, berikut penjelasan dari masing-masing komponen yang terdapat pada gambar : a. Mikrokontroler ATMega 328 berfungsi sebagai otak dari sistem yang dibuat. Komponen ini bertugas untuk membaca data dari sensor, yang kemudian mengendalikan komponen outpot. b. Sensor Pir pada rangkaian yang dibuat berfungsi untuk mendeteksi adanya ada penyusup yang secara otomatis telah di perintahkan oleh mikrokontroler. c. Sensor Limit Switch pada rangkaian yang dibuat berfungsi untuk mengunci apabila sensor pir mendeteksi adanya penyusup dengan secara otomatis telah
1. Klik tombol star pada tasbar sistem operasi windows akan muncul tampilan seperti gambar:
Gambar 26. Star Menu untuk Aduino Alpha Software 1.5.6 2. Pilih Arduino Alpha Software 1.5.6 kemudian akan muncul tampilan seperti pada gambar:
Gambar 27. Tampilan Arduino Alpha Software 1.5.6 3. Pilih create a new file dengan File Type berupa Project dan setelah itu akan menuju 10
CodeWizardAVR untuk pembuatan listing progam. Kemudian dipilih pada menu Chip ATMega 328. Selanjutnya dikonfrigurasi juga port-port mana aja yang akan digunakan sebaga input output seperti pada gambar. (a)
HASIL DAN PEMBAHASAN Setelah tahap perancangan sistem selesai dilakukan, maka langkah selanjutnya akan dilakukan pengujian sistem telah dibangun secara keseluhuan dan pembahasannya setelah semua perancangan diimplementasikan. Adapu tahap pengujiannya dilakukan dengan beberapa uji coba seperti pengujian struktural,fungsional dan pengujian validasi.
(b)
5.1.
Keterangan Alat dan Dimensi Alat Alat yang dibuat untuk sistem pendeteksi penyusup berbasis mikrokontroler ATMega328 secara keseluruhan memiliki dimensi dengan ukuran untuk dasar panjang 20cm, lebar 20cm, tinggi pintu 10cm dan lebar pintu 6cm. Untuk tempat/box bisa disesuaikan dari ukuran dan bentuk dari semua modul yang dibuat seperti gambar:
Gambar 28. Tampilan Konfrigurasi Arduino Alpha Software 1.5.6 (1) Pemilihan tipe Chip ATMega328 (2) Konfrigurasi Port yang dipakai 4. Setelah konfigurasi Aduino Alpha Software 1.5.6 selesai maka dikilik file kemudian pada menu pili New, sehingga muncul tampilan seperti pada gambar:
Gambar 31. Keseluruhan Modul Rangkaian Sistem Pada gambar diatas terdiri semua gabungan modul-modul diantaranya modul Mikrokontroler ATMega328,Modul Sensor Pir,Modul Sensor Limit Switch,Modul RFID Starter Kit,Modul Modem Wavecome, modul DI-Smart LCD 16x2. Dimana modul-modul tersebut saling berinteraksi satu sama lain. Input yang dihasilkan berasal dari Sensor Pir, Sensor Limit Switch yang mendeteksi adanya penyusup. Adanya penyusup yang terdeteksi oleh sensor dan selanjutnya hasil tersebut diproses oleh Mikrokontroler untuk memberikan/mengatur intruksi kepada rangkaian Modul DI-Smart LCD, Modul Modem Wavecome
Gambar 29. Tampilan Arduino Alpha Software 1.5.6 untuk pembuatan listing program Setelah proses penulisan listing program telah selesai maka listing program dicompile menggunakan CVAVR. Jika sudah tidak ada eror pada listing program maka hasil compile kemudian dibuat (make) projectnya dapa dilihat pada gambar.
Gambar 30. Tampilan Aduino Alpha Software 1.5.6 saat mengupload program
11
sebagai media versikasi data yang yang telah diolah. 5.2. Tes Keseluruhan Sistem (Overall Testing) Pada tahap ini akan dibahas mengenai bagaimana tes keseluruhan sistem bekerja mulai dari tahap pengaktifan sebagai langkah awal pemberian arus untuk sistem ATMega 328, sehingga membuat kinerka pada Sensor Pir , Sensor Limit Switch, modul RFID Stater Kit berfungsi sebagai kunci akses masuk,modul LCD berfungsi sebagai untuk menampilkan proses akses dari RIFD dan sebuah peringatan apabila ada penyusup.
5.2.2 Pengujian Fungsional Pada tahap ini dilakukan pengujian yang bertujuan untuk mengetahuin apakah uji coba yang dilakukan sudah berjalan dengan baik dan sesuai dengan sistem yang ada. Untuk pengujian perangkat keras alat yang digunakan adalah multitester dengan daya DC Volt, dimana pena positif pada multitester harus diletakkan pada Vcc dan pena negatif diletakakan pada ground. 5.2.2.1 Pengujian Blok Catu Daya Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui tengangan yang dihasilkan oleh rangkaian catu daya. Dengan begitu dapat dipastikan apakah terjadi kesalahan terhadap rangakaian catu daya atau tidak. Pengukuran ini dilakukan dengan cara meletakkan pena positif multitester pada keluaran positif pada catu daya sedangkan pena negatif diletakkan pada groud catu daya. Hasil dari pengukuran tersebut dapat dilihat pada tabel:
Gambar 32. Tampilan sistem pendeteksi RFID Starter kit Penjelasan pada gambar diatas menunjukan bahwa sistem pendeteksi penyusupTagKartu Sistem 1 yang dilakukan dengan cara menempelkan/meletakan kartu pada Modul RFID Starter Kit. Sehingga demikian LCD akan menampilkan sistem disaat Tag Kartu digunakan. 5.2.1 Pengujian Struktural Pada tahap ini dilakukan pengujian yang bertujuan untuk mengetahuin apakah jalur-jalur rangakaian sudah terhubung dengan benar sehingga sistem dapat berjalan dengan benar sehingga sistem dapat berjalan berfungsi dengan baik. Pengujian ini dilakukan dengan mengetes jalur-jalur rangakaian menggunakan multimeter. Berikut tabel hasil pengujian structural system. Tabel 4. Pengujian Struktural
Tabel 5. Hasil Pengujian Fungsional Blok Catu Daya Keterangan : Hasil Pengujian diatas juga menjelasan bahwa berapapun tegangan yang masuk kedalam arduino maka keluarannya didalam vcc tetap yaitu 5 volt. Sehingga bila ingin menggunakan alat yang menggunakan alat yang membutuhkan bertegangan lebih dari 5 volt perlu adanya relay yang
12
berfungsi sebagai swicth ke tegangan yang lebih besar.
Gambar 33. Hasil pengujian sistem menggunakan RFID Tag
5.2.2.2 Pengujian Modul Mikrokontroler Atmega 328 Pada pengujian ramgkaian modul Mikrokontroler Atmega 328 dilakukan dengan cara melakukan pengukuran tegangan yang dipakai oleh mikrokontroler. Cara pengukuran dilakukan dengan multitester, pena positif diletakan di pin 5 volt pada mikrokontroler dan pena negatif diletakan pada pin ground pada mikrokontroler. Hasil pengujian dapat dilihat pada tabel dibawa ini :
Gambar 34. Hasil pengujian sistem pendeteksi penyusup Tabel 7. Hasil Pengujian Kartu/Tag Pemilik
Keterangan : Hasil pengujian di atas dapat dilihat bahwa pemilik bisa masuk dengan menggunakan kartu/tag yang khusus untuk pemilik sehingga dapat masuk dan keluar dengan menggunakan 2 tahap sebagai berikut: 1. Pemilik masuk dengan menggunakan kartu/tag khusus untuk akses masuk kedalam. Dengan cara menempalkan kartu/tag ke rangkaian modul RFID Stater Kit, modul LCD akan menampilkan , pintu akan terbuka secara otomatis, modul sensor PIR akan mendeteksi pemilik masuk dan kemudian pintu akan tertutup kembali secara otomatis. 2. Pemilik ingin keluar dengan membuka pintu secara otomatis , lalu modul sensor PIR mendeteksi pemilik keluar , pintu akan tertutup secara otomatis, pemilik menempelkan kartu/tag ke rangkaian modul RFID Starter Kit khusus untuk mengaktifkan sistemnya dan modul LCD menampilkan, kemudian sistem di aktifkan kembali. Tabel 8. Hasil Pengujian Kartu/Tag bukan Pemilik
Tabel 6. Hasil Pengujian Modul Atmega 328 5.2.2 Pengujian Validasi Tahap ini dilakukan dengan cara bertujuan untuk mengetahui sistem yang dibuat sudah bekerja dengan benar atau tidak. Dimana pengujian dilakukan dengan cara melihat apakah alat sistem pendeteksi penyusup dapat bekerja dengan baik atau tidak. Pengujian pada penerapan sensor pir untuk mendeteksi penyusup yang masuk melewati akses masuk dan pengujian mendeteksi penyusup yang masuk tanpa melewati akses masuk menggunakan RFID Tag. Pada uji coba pertama dilakukan percobaan dengan memberikan gerakan pada modul sensor pir yang selanjutnya arduino memerintahkan untuk memproses kepada sistem yang lainnya. Untuk sistem pendeteksi penyusup seperti pada gambar.
13
dilakukan dengan membuat program untuk AT command pada mikrokontroler. AT command yang dipakai dalam pengujian ini adalah untuk melakukan pengiriman SMS ke nomor telepon tertentu. Tabel 11. Hasil Pengujian Modul Sensor PIR pada Tubuh Manusia
Keterangan Hasil pengujian diatas dapat dilihat bahwa kartu/tag yang bukan punya pemilik tidak dapat masuk karena hanya kartu/tag yang khusus untuk pemilik yang bisa masuk. Apabila kartu/tag tetap ingin masuk makan sistem didalamnya akan mendeteksi sebagai penyusup. Tabel 9. Hasil Pengujian Pendeteksi Penyusup
Keterangan : Hasil pengujian modul Sensor PIR (Passive InfraRed) yang diuji menggunakan tubuh manusia yaitu jari tangan. Pengujian dilakukan ukuran jari tangan 5cm, 7cm, 8cm, 7cm dan 4cm, untuk proses pengujian sensor PIR(Passive InfraRed) menggunakan jarak 1cm-5cm reaksi sensor mendeteksi untuk mengetahui sensor mendeteksi pada jari tangan. Maka apabila terdeteksi pintu akan tertutup. Tabel 12. Hasil Pengukuran jarak deteksi Sensor PIR (Passive InfraRed)
Keterangan : Hasil pengujian diatas bahwa pengujian sistem bukan pemilik bisa dapat masuk dengan membuka pintu tanpa menggunakan kartu/tag pemilik sistem akan mendeteksi sebagai penyusup dikarenakan tidak menggunakan kartu/tag pemilik dan semua sistem akan aktif pintu akan tertutup secara otomatis dan terkunci penyusup tidak bisa keluar. Apabila penyusup mencoba untuk keluar dengan membuka pintu dengan cara membuka pintu dengan paksa/membongkar pintu maka pintu akan kembali tertutup secara otomatis dan terkunci Alarm/Buzzer akan berbunyi dan mengirim sms peringatan kepada pemilik. Tabel 10. Hasil Pengujian Modul Wavecom
Keterangan : Hasil pengukuran jarak deteksi PIR (Passive InfraRed) sensor ini mendeteksi adannya pengerakan dan suhu khusunya pada manusia. Pengujian sensor sesuai dengan titik pengujian ini bahwa reaksi pada sensor dalam pengukuran jarak 1cm400cm sensor dapat mendeteksi.
Keterangan : Hasil pengujian diatas bahwa pengujian Modul Wavecom/modem dengan delay 3 Detik. Pengujian
14
Sementara pada jarak maksimal 500cm sensor tidak mendeteksi.
pengetesan komponen, desain sistem mekanik, desain software, tes fungsional sampai dengan perakitan dan optimasi sistem. Prototipe sistem pintu otomatis keamana ini diperlukan modul mikrokontroler ATMega 328, Modul Sensor Pir, Modul Sensor Limit Swicth, Modul RFID Starter Kit, Modem Wavecom, dan Modul LCD. Sehingga membuat kinerja pada Sensor Pir bekerja sebagai pendeteksi adanya gerakan manusia, Modul Sensor Limit Switch bekerja sebagai mengunci pintu, Modul LCD menampilkan peringatan dan modem Wavecom mengirim sebuah SMS (Short Messege Service) peringatan ke nomor tertentu. Setelah melakukan tahap perancangan, pembuatan dan pengujian serta analisa, terhadap sistem yang dibuat dapat disimpulkan bahwa telah di uji sensor PIR(Passive InfraRed) bekerja untuk mendeteksi gerakan dan suhu khususnya pada manusia dengna sesuai dengan titik pengujian pada jarak 1cm-400cm reaksi sensor dapat mendeteksi. Sementara pada jarak maksimal 500cm reaksi sensor tidak dapat mendeteksi dan pengujian kestabilan prototipe sistem ini dilakukan sebanyak 9x dengan menggunakan Sensor PIR (Passive InfraRed) yang di uji dengan jarak 3cm time step menghitung waktu dari mengirim sampai penerima SMS(Short Message Service) kondisi stabil 15detik.
5.3 Optimasi Optimasi dilakukan untuk meningkatkan perfoma dari sistem yang telah di rancang. Pengujian kestabilan pada sistem pendeteksi pensusup dilakukan dengan menguji Sensor PIR dan menghitung waktu pengiriman sampai menerima SMS (Short Meesage Service). Optimasi pengujian dilakukan sebagai berikut : Tabel 13. Hasil Pengujian Kestabilan Sistem Pendeteksi Penyusup
Keterangan : Hasil pengujian diatas bahwa pengujian untuk mengetahui stabilitas kerja sistem. Maka proses optimasi untuk meningkatkan perfoma dari sistem yang dirancang dilakukan uji coba dengan jarak pergerakan sensor yang tetap 3cm dan pada jarak yang tetap time step menghitung waktu pengiriman sampai menerima SMS (Short Message Service) tidak berubah sehingga sesuai yang diharapkan. KESIMPULAN DAN SARAN 6.1
Kesimpulan Pada pembuatan Prototipe Sistem Pintu Otomatis Kemanan Ruangan Menggunakan Sensor Pir dan Sensor Limit Switch Berbasis Mikrokontroler yang dirancang dengan menggunakan metode penelitian Hardware Programing mulai dari perancangan, penelitian,
6.2 Saran Pada Prototipe Sistem Pintu Otomatis Kemanan Ruangan Menggunakan Sensor Pir dan Sensor Limit Switch ini masih perlu dikembangkan, khusus pada pengunaan sensor untuk mengetahui
15
suhu yang ada pada manusia lebih akurat dan desain ouput berupa LCD, alarm (Buzzer), SMS (Short Massege Service) agar dapat menampilkan fitur yang lebih menarik sehingga menghasilkan input lebih efien,cepat dan akurat. DAFTAR PUSTAKA David Cuartielles, 2006. Arduinopengenalan.pdf. www.geraicerdas.com Juwana, Jimmy S. 2005. Sistem Keamanan Heranudi, 2007. RANCANGAN BANGUN SISTEM KEAMANAN RUANGAN MENGGUNAKAN RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION (RFID) BERBASIS MIKRONTROLER AT89C51 (http// lontar.ui.ac.id/file/20408) Dian Aldila Ramadhani, 2008. RANCANGAN BANGUN SISTEM KEAMANAN RUMAH YANG TERHUBUNG DENGAN HANDPHONE MENGGUNAKAN SENSOR LDR BERBASIS MIKRONTROLER AVR ATMEGA8535 (http//eprints.undip.ac.id/eprints/ 4941) Sensor Limit Swicth,2011. www.siddiqleksono.wordpress.c om SensorPIR,2014.www.innovativeelec tronics.com Radio Frequency Identification (RFID),2014. www.Sparkfun.com Wavecome,2013. www.genarasicomputer.com LCD (Liquid Crytal display), 2014. www.geraicerdas.com
16
