RANCANGAN BANGUN SISTEM MONITORING RUMAH BERBASIS AT MEGA 8535 DAN LAYANAN SMS TUGAS AKHIR Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Program Diploma 3 Program Studi Teknik Telekomunikasi
Oleh : ANNE THERESIA SIMANJUNTAK NIM : 1005062056 FRANSISKA FEBRIANA MARPAUNG NIM : 1005061015
PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2013
KATA PENGANTAR
Dengan mengucapkan rasa syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, akhirnya kami dapat menyelasaikan Tugas Akhir ini tepat pada waktunya. Laporan Tugas Akhir ini merupakan persyaratan untuk menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Teknik Telekomunikasi Jurusan Teknik Elektro Diploma 3 di Politeknik Negeri Medan. Adapun Laporan Tugas Akhir ini dengan judul “Rancangan Bangun Sistem Monitoring Rumah Berbasis ATMega8535 Dan Layanan SMS”. Dalam melakukan kerja praktek ini, kami banyak menerima bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, kami tidak lupa mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak M. Syahruddin, ST, MT selaku Direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Ibu Ir. Rina Anugrahwaty, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. 3. Bapak Ir. Suhaili Alifudin, M.Eng selaku Ketua Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan. 4. Bapak Ir. Morlan Pardede, MT selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan perhatian, petunjuk dan dukungan moral sehingga penulis dapat menyusun Tugas Akhir ini. 5. Bapak Arfanda A Siregar , ST, M.Sc selaku wali kelas TK-6B. 6. Bapak Wiwinta Sutrisno, ST, MT selaku Kepala Laboratorium Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan. 7. Semua staf pengajar di Politeknik Negeri Medan. 8. Orangtua yang telah memberikan kami semangat dan dukungan materil dalam pembuatan Tugas Akhir ini. 9. Teman-teman sejawat TK-6A, TK-6B, TK-6C dan TK-6D, teristimewa TK-6B yang telah memberi semangat dalam pembuatan Tugas Akhir ini. 10. Teman-teman seperjuangan TA anak bimbingan Bapak Ir. Morlan Pardede, MT: Betty F S, Deni N S, Indri M, Resi S, Melyn S, dan Mian S.
11. Teman-teman seperjuangan selalu mendukung kami dan yang telah banyak membantu dalam pembuatan Tugas Akhir ini Jepri Silaban, Ian Sukma Siahaan, Nikarnor Purba, Lindon Simanjuntak, Adiel Ginting, M Nawawi, Joplas Siregar dan bang Adi Sitanggang. 12. Semua pihak yang telah banyak membantu baik dalam pengumpulan data, pengoreksian naskah, maupun saran-saran sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik dan berjalan lancar.
Dalam penyelesaian Tugas Akhir ini penulis menyadari keterbatasan kemampuan penulis masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu masih terdapat kekurangan dan kesalahan dalam penyajian maupun dalam penulisannya. Dengan demikian kami sangat mengharapkan kritik dan saran untuk perbaikan dan penyempurnaannya di kemudian hari. Akhir kata kami mengucapkan terima kasih dan semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca, khususnya mahasiswa/i Teknik Telekomunikasi.
Medan, September 2013 Hormat Kami,
Penulis
ABSTRAK
Sistem keamanan rumah dan monitoring rumah merupakan hal yang sangat penting untuk saat ini. Hal itu sangat diperlukan bila pemilik rumah sedang bepergian ke suatu tempat. Dengan memanfaatkan sistem ini, maka pemilik rumah dapat mengetahui apabila ada orang masuk ke dalam rumah dan juga mengetahui apabila ada kebocoran gas di dapur. Sistem ini terdiri dari perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras terdiri dari IC Mikrokontroller ATMega 8535 sebagai pemroses data, sensor MQ-2 untuk mendeteksi adanya gas, sensor photo dioda untuk mendeteksi apakah ada orang yang masuk ke dalam rumah, modem GSM sebagai pengirim sms, dan HP sebagai penerima sms. Perangkat lunak terdiri dari program dengan menggunakan bahasa Bascom AVR. Sistem ini akan memberikan tanda bahaya berupa alarm dan akan mengirim pesan pendek (SMS) kepada pemilik rumah melalui HP apabila ada orang yang masuk ke dalam rumah ataupun ada kebocoran gas. Kata kunci : mikrokontroller ATMega 8535, sensor MQ-2, sensor photo dioda, Modem GSM, dan HP
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN -1 ................................................................................. i LEMBAR PENGESAHAN -2 ................................................................................. ii KATA PENGANTAR .............................................................................................. iii ABSTRAK ................................................................................................................ v DAFTAR ISI ............................................................................................................. vi DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ ix DAFTAR TABEL ...................................................................................................... x BAB 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ..........................................................................................1 1.2 Rumusan Masalah .....................................................................................3 1.3 Batasan Masalah ........................................................................................3 1.4 Tujuan Penulisan .......................................................................................3 1.5 Manfaat Penulisan .....................................................................................4 1.6 Teknik Pengumpulan Data .......................................................................4 1.7 Metode Perancangan .................................................................................5 1.8 Sistematika Penulisan ............................................................................... 6 BAB 2. DASAR TEORI 2.1 Pengenalan Mikrokontroler AVR ATMega8535 ...................................... 8 2.1.1 Konfigurasi Pin ATMega8535 .......................................................... 11 2.1.2 Kelebihan Mikrokontroler AVR ....................................................... 13
2.2 ADC (Analog To Digital Converter) ......................................................... 14 2.3 Detektor Gas (MQ-2) .................................................................................. 16 2.4 Foto Dioda .................................................................................................. 18 2.5 Sensor Infra Red (infra merah) .................................................................. 19 2.6 Komparator Op Amp ..................................................................................21 2.7 Buzzer .........................................................................................................22 2.8 IC MAX 232 ...............................................................................................22 2.9 Modem Wavecom Fastrack M1306B .........................................................24 2.10 Bascom-Avr Ide ........................................................................................26 2.11 USB ISP Downloader ...............................................................................32
BAB III. ANALISIS DAN PERANCANGAN 3.1 Perancangan Blok Diagram Sistem ............................................................ 33 3.2 Fungsi Masing-Masing Blok ...................................................................... 34 3.3 Perancangan Hardware (Perangkat Keras).................................................. 35 3.3.1
Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ............................. 35
3.3.2
Rangkaian MAX 232 .................................................................. 37
3.3.3
Rangkaian Sensor Gas (MQ-2) .................................................... 37
3.3.4
Rangkaian Sensor Photo Dioda dan Infra Merah ......................... 38
3.3.5
Rangkaian Komparator (Op Amp) ..............................................39
3.3.6
Rangkaian Alarm ......................................................................... 40
3.3.7
Rangkaian ISP Downloader ......................................................... 41
3.4 Perancangan Software (Perangkat Lunak) ................................................. 41
3.4.1
Perancangan ATMega8535 menggunakan Bascom AVR .......... 41
3.4.2
Rangkaian ISP Downloader .........................................................44
3.4.3
Perancangan Flowchart Program ................................................ 50
3.5 Program Keseluruhan ................................................................................. 51 BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISA 4.1 Pengujian Mikrokontroler ATMega8535 ................................................. 57 4.2 Pengujian Sensor Gas (MQ2) .................................................................. 58 4.3 Pengukuran Sensor Photo Dioda dan Infra red ....................................... 59 4.4 Pengukuran Buzzer ................................................................................. 60 4.5 Pengujian Modem GSM .......................................................................... 61 4.5.1 Pengujian Modem/Pengiriman SMS .............................................63 4.5.2 Program Pengiriman SMS Ke Nomor Yang Dituju .....................64 4.5.2.1 rogram Membaca Data Keluaran Dari Sensor Foto Dan .Infra Red Lalu Dikirim Melalui SMS .................................64 4.5.2.2 Program Membaca Data Keluaran Dari Sensor Gas (MQ2) .
Lalu Dikirim Melalui SMS .................................................65
BAB V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 69 5.2 Saran ........................................................................................................ 70 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
2.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT Mega 8535 ................................................. 9 2.2 Arsitektur ATMega 8535 ..................................................................................... 11 2.3KoneksiADC ......................................................................................................... 16 2.4 Skematik Simbol MQ2......................................................................................... 17 2.5 Susunan Smoke Detector MQ2 ........................................................................... 17 2.6 Skematik Simbol Fotodioda ................................................................................. 18 2.7 Skematik Simbol Infra Red .................................................................................. 21 2.8 Skematik Simbol Komparator .............................................................................. 21 2.9 Skematik Simbol Buzzer ...................................................................................... 22 2.10 Blok Diagram MAX 232.................................................................................... 24 2.11 Modem Wavecom Fastrack................................................................................ 26 2.12 Tampilan BASCOM-AVR IDE ......................................................................... 26 2.13 Hardware USB ISP Downloader ........................................................................ 32 3.1 Blok Diagram Alir Sistem.................................................................................... 33 3.2 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATmega 8535 .............................. 36 3.3 Rangkaian MAX232 ............................................................................................ 37 3.4 Rangkaian Sensor Asap MQ2 .............................................................................. 38 3.5 Rangkaian Sensor Fotodioda dan Infrared ........................................................... 39 3.6 Rangkaian Komperator ........................................................................................ 40 3.7 Rangkaian Alarm ................................................................................................. 40 3.8 Hardware USB ISP Downloader ..........................................................................41 3.9 Tampilan Awal Bascom AVR .............................................................................42 3.10 Tampilan compile program ................................................................................44 3.11 Tampilan Universal ISP Program Server USB 01.3. .........................................45
3.12 Tampilan Program Driver ..................................................................................45 3.13 tampilan driver Signature ...................................................................................45 3.14 Tampilan driver Signature..................................................................................45 3.15 Tampilan Dekstop ..............................................................................................46 3.16 Tampilan Start Pada Dekstop .............................................................................46 3.17 Tampilan Jendela Control Panel ........................................................................46 3.18 Tampilan Device Manager .................................................................................47 3.19 Tampilan Update Software USB........................................................................47 3.20 Tampilan Browse Driver ....................................................................................48 3.21 Tampilan Peringatan Windows Security............................................................48 3.22 Tampilan Driver Success ...................................................................................49 3.23 Tampilan Pengulangan Instalan Bila Terjadi Kesalahan ...................................49 3.24 Flowchart Sistem................................................................................................50 4.1Rangkai Pengukuran Sensor Gas....................................................................58 4.2RangkaianPengukuranFotodiodadan Infrared.................................................59 4.3RangkaianPengukuranBuzzer.........................................................................60 4.4 Pilihan Serial Pada Tera Term .............................................................................62 4.5 Tera Term Serial Port Setup.................................................................................62 4.6 TeraTermSerialPortPengaturanKecepatan......................................................63 4.7TeraTermSerialPortPengiriman SMS..............................................................63 4.8 Tampilan SMS Foto dioda-Infra red ....................................................................65 4.9 Tampilan SMS Dari Sensor Gas MQ-2 “KEBOCORAN GAS TIPIS” ..............67 4.10 Tampilan SMS Dari Sensor Gas MQ-2 “KEBOCORAN GAS TEBAL” .........67
DAFTAR TABEL
4.1 Pengujian pada Sensor MQ-2 saat gas tepat di dekat sensor ............................... 58 4.2 Pengujian pada Sensor Photo Dioda ................................................................... 59 4.3 Hasil pengukuran pada Buzzer ............................................................................ 60
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Masalah Seiring dengan perkembangan zaman dan perkembangan teknologi yang
semakin pesat mendorong manusia untuk meringankan pekerjaan yang ada, serta berusaha mengatasi segala permasalahan yang timbul disekitarnya dimana tingkat kejahatan semakin meningkat pula. Misalnya mengontrol keadaan dari jarak jauh untuk efisiensi waktu dan memberikan rasa aman bagi pemiliknya. Tingginya aktivitas manusia dalam memenuhi kebutuhan ekonomi semakin mengurangi waktu bagi manusia untuk bantuan pengaman di rumah. Suasana nyaman dan aman dalam sebuah rumah merupakan idaman setiap penghuninya. Keamanan dapat dicapai dengan monitor rumah. Salah satunya untuk menghindari adanya maling dan kebakaran rumah. Saat rumah dalam keadaan kosong, hal-hal yang tidak terduga seperti ini dapat terjadi. Oleh karena itu perlu dilakukan penanganan dini bila ada orang yang tidak dikenal masuk ke dalam rumah dan terjadi kebakaran dan pemilik juga dapat mengetahui kondisi rumahnya dari jarak jauh. Maka dari itu, diperlukan rangkaian sistem alarm yang dapat mendeteksi tindakan pencurian (maling) dan rangakaian detector kebakaran yang terhubung secara telemetri atau jarak jauh. Dengan alat ini, saat pemilik tidak berada di rumah pun, dapat mengetahui keadaan rumahnya seperti adanya maling dan kebakaran dalam skala tertentu dapat diatasi, karena Kebakaran bisa terjadi sewaktu waktu tanpa disadari dapat mengancam keselamatan sekitarnya. Pada detector terdapat modem GSM yang akan
menghubungi pemilik rumah jika ada maling atau terjadinya kebakaran dengan mengirimkan pesan pendek (SMS). Bentuk aplikasinya yaitu detektor anti maling yang menggunakan sensor foto dioda dan detector kebakaran menggunakan sensor MQ-2. Jika dideteksi adanya gerakan pada wilayah sensor foto dioda dan jika ada gas pada sensor MQ2 maka masing-masing sensor akan megirimkan informasi ke alarm maka alarm akan berbunyi kemudian dilanjutkan ke mikrokontroler. Mikrokontroler yang berfungsi meneruskan ke modem GSM untuk mengirimkan pesan ke handphone pengguna. Hal tersebut menjadi dasar bagi penulis dalam pembuatan detector anti maling dan kebakaran yang dapat mengirimkan informasi dalam jarak jauh (telemetri) pada tugas akhir ini. Maka dari itu, penulis mengangkat Tugas Akhir yang berjudul : “Rancang Bangun Sistem Monitoring Rumah Berbasis AT Mega 8535 Dan Layanan SMS”, Tugas Akhri ini sudah pernah dirancang oleh Trisna Sepni (2011). System yang dikembangkan oleh Trisna Sepni berbasis mikrokontroler AT MEGA 8535 dan komunikasi ke SMS menggunakan ponsel. Pada Tugas Akhir ini system yang dikembangkan dengan menambah sensor Fotodioda dan Infrared berbasis mikrokontroler AT MEGA8535 dan komunikasi ke modem GSM menggunakan ponsel.
1.2
Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah yang dibahas pada laporan tugas akhir ini
adalah : 1. Bagaimana mikrokontroller ATMega 8535 mendeteksi ada orang? 2. Bagaimana cara merancang system pendeteksi kebocoran gas ? 3. Bagaimana mikrokontroller ATMega 8535 memprogram pengiriman SMS? 1.3
Batasan Masalah Adapun yang akan menjadi perumusan masalah dalam perancangan ini
adalah: 1. System mikrokontroller yang digunakan ATMega 8535 dengan Menggunakan bahasa pemrograman Bascom AVR. 2. Pendeteksi monitoring rumah menggunakan miniature. 3. Pendeteksi ruangan menggunakan foto diode dan infra red dengan jarak yang terbatas. 4. Sistem ini mendeteksi adanya maling dan mendeteksi adanya kebakaran dengan membunyikan alarm lalu mengirimkan SMS peringatan, kemudian tindakan selanjutnya diserahkan kepada user. 5. Pengopreasian modem menggunakan mode text. 1.4
Tujuan Penulisan Adapun tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Membuat suatu monitoring rumah pada kebocoran gas dan ada orang sebagai bahan untuk sidang Tugas Akhir.
2. Mampu mengembangkan sebuah aplikasi untuk penanganan beberapa kondisi masalah yang tidak dapat ditangani oleh manusia dengan harapan dapat meringankan kerja tersebut. 3. Untuk mengetahui bagaimana cara merancang sebuah system monitoring rumah berbasis ATMega 8535 dan layanan SMS. 1.5
Manfaat Penulisan Tugas Akhir ini diharapkan bermanfaat bagi: 1. Sebagai refrensi bagi mahasiswa yang akan meyusun Tugas Akhir. 2. Masyarakat yang dapat memantau rumah dari jarak jauh melaui SMS yang tersedia system monitoring rumah. 3. Masyarakat yang menggunakan gas dapat mengurangi terjadinya kebakaran yang diakibatkan karna kebocoran gas.
1.6
Teknik Pengumpulan Data Untuk melengkapi data yang diperlukan dilakukan berbagai cara. Dalam
hal ini penulis melakukan dengan: 1. Studi Pustaka Studi pustaka dilakukan untuk mempelajari teori-teori yang ada dalam literature yang dibutuhkan dalam pembuatan Tugas Akhir ini. 2. Metode Konsultasi Dalam perancangan proyek ini, terlebih dahulu penulis mengadakan konsultasi dengan dosen pembimbing serta rekan-rekan se-angkatan yang telah mempunyai pengalaman sehingga mendukung proyek ini.
3. Perancangan perangkat keras. Merancang dan membuat rangkaian proyek Tugas Akhir. 4. Pengujian dan Analisa keseluruhan system. 5.
Penulisan Laporan Tugas Akhir Penulisan laporan tugas akhir yang dimaksud didasarkan pada studi pustaka, hasil pengukuran dan analisa terhadap sistem otomatisasi pendeteksi kebocoran gas dan mendeteksi ada orang .
1.7
Metode Perancangan Metode perancangan yang dgunakan dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Pembuatan Blok Diagram Pembuatan blok diagram yang disusun merupakan suatu kunci dasar menjalankan suatu program kerja dari rancangan. 2. Pemilihan Komponen Dalam pemilihan komponen yang akan diambil dalam hal ini adalah komponen yang sesuai dengan kebutuhan dalam pembuatan modul. 3. Menggunakan Peralatan Yang Digunakan Pada perancangan dan pembautan proyek yang aakn dikerjakan dibutuhkan peralatan dan komponen yang benar-benar baik dan efisien sesuai dengan fungsinya. 4. Pengujian Komponen Pengujian komponen sangatlah penting dalam pembuatan proyek yang akan dibuat. Hal ini bertujaun untuk mengetahui apakah fungsi dari komponen yang akan digunakan baik atau tidak.
5. Pengujain Rangkaian Pada Protoboard Pengujian rangkaian di protoboard dilakukan sebagai simulasi rangkaian dari komponen sebelum dipasang di papan PCB. 6. Ralisasi Rancangan Setelah pengujian rangkaian pada protoboard selesai, komponen dipasang pada PCB. Setelah semua terpasang denagn ebnar maka dilakukan pengujian system. 7. Pengujian Fungsional Semua rangkaian yang telah diuji dan berjalan dengan baik sesuai dengan sistemnya masing-masing, maka dilakukan finishing yang membantu tampilan alat menjadi lebih baik sesuai denagn yang diharapkan.
1.8
Sistematika Penulis Adapun sistematika pembahasan dalam penulisan Tugas akhir ini adalah
sebagai berikut: BAB I
PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penulisan, manfaat penulisan, sistematika penulisan, dan metode perancangan.
BAB II
DASAR TEORI Bab ini berisi tentang teori dasar yang digunakan sebagai bahan acuan dalam pembuatan rancangan alat untuk proyek Tugas Akhir, serta komponen yang perlu diketahui untuk mempermudah dalam memahami sistem kerja alat ini.
BAB III
PERANCANGAN SISTEM Merancang dan membuat sistem mulai dari blok diagram hingga merancang dan membuat mekanik dari perangkat keras sistem.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi tentang hasil pengujian dan pembahasan prinsip kerja alat secara keseluruhan.
BAB V
PENUTUP Bab ini berisi tentang simpulan secara keseluruhan dari sistem yang telah direalisasikan dan saran agar sistem ini dapat dikembangkan menjadi lebih baik.
