PEMODELAN OTOMASI GERBANG RUMAH
SKRIPSI
Disusun oleh: BAYU JATMIKA NIM : 201010130311054
JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2015
PEMODELAN OTOMASI GERBANG RUMAH
SKRIPSI Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Syarat Gelar Sarjana (S-1) Teknik Elektro
Disusun oleh: BAYU JATMIKA NIM : 201010130311054
JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2015
ABSTRAK Perkembangan teknologi elektronika semakin maju saat ini, maka semakin banyak penerapan rangkaian elektronika dalam kehidupan sehari-hari untuk mempermudah kegiatan manusia. Pintu gerbang rumah yang ada sekarang ini untuk membuka dan menutupnya biasanya dilakukan secara manual. Ketika sebuah mobil akan masuk rumah biasanya pengendara akan berhenti sebentar di depan pintu gerbang kemudian turun untuk membuka pintu gerbang, hal ini bila dilakukan bisa menimbulkan terjadinya pencurian mobil. Apalagi bila cuaca hujan maka si pengendara mobil akan kehujanan ketika turun dari mobil untuk membuka pintu gerbang. Untuk menghindari terjadinya hal-hal tersebut maka dilakukan perancangan dan pembuatan pintu gerbang yang dapat membuka dan menutup secara otomatis. Cara kerja rangkaian pintu gerbang otomatis ini adalah dengan menggunakan layanan panggilan telphone. Panggilan telphone ini sebagai indikator atau perintah untuk membuka atau menutup pintu. Mikrokontroler ATMega 16 digunakan untuk memproses inputan dari pangilan telphone. Dalam alat ini juga menggunakan kaypad untuk menginputkan pasword ke mikrokontroler waktu membuka pintu gerbang secara manual dari dalam. Dan dilengkapi buzzer sebagai indikator apakah terdapat error atau berhasil dalam pengeksekusian. Error disini dikarenakan ada gangguan baik sengaja atau tidak disengaja. Kata Kunci: AT-Mega 16, Modem Wavecom, Hand Phone, Motor DC Gearbox.
ABSTRACT The development of increasingly advanced electronic technology today, the more the application of electronic circuits in everyday life to facilitate human activity. The gate of the house that exist today to open and close normally done manually. When a car going in the house is usually the driver will stop briefly in front of the gate and then down to open the gate, when it's done it can lead to the theft of the car. Especially when the weather is rainy then the motorist will rain when out of the car to open the gate. To avoid these things then the design and manufacture of gates that can be opened and closed automatically. How it works is a series of automatic gates is by using a telphone call service. Telphone call this as an indicator or a command to open or close the door. Microcontroller AT-Mega 16 is used to process input from dialing telphone. In this tool also uses kaypad to input the password to the microcontroller time to manually open the gate from inside. And comes buzzer as an indicator of whether there is an error or successful in execution. Error here because no interference either intentionally or unintentionally. Keyword : AT-Mega 16, Modem Wavecom, Hand Phone, Motor DC Gearbox.
LEMBAR PERSEMBAHAN Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Allah SWT, atas segala pemberian petunjuk dan kelancaran dalam pengerjaan dan penyelesaian skripsi ini. 2.
Bapak, Ibu, Kedua Saudaraku dan keluarga
yang selalu mendo’akan,
mendukung dan memotivasi penulis sehingga bisa menyelesaikan skripsi ini. 3.
Bapak Ir. Diding Suhardi, MT dan Bapak Drs. Budhi Priyanto, MSi selaku pembimbing skripsi, terimakasih untuk bantuan dan kesabarannya dalam membimbing penulis.
4.
Para sahabat Zamzamy, Angga, Rendy, Nanang dan Teman-teman seperjuangan Teknik Elektro UMM terutama Kelas Elektro B Angkatan 2010.
5.
Pihak Dosen beserta Staff TU Jurusan Teknik Elektro UMM.
6.
Thriy.W, Zamzamy, Angga dan Nanang yang telah bersedia untuk bertukar pikiran dan berbagi ilmu kepada penulis.
7.
Serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah berjasa dalam pengerjaan skripsi ini.
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb. Tiada kata yang terbaik dan terindah selain puji syukur kehadirat Allah SWT, karena berkat rahmat, taufik serta hidayahNya maka penulisan skripsi yang berjudul “P PEMODELAN OTOMASI GERBANG RUMAH” dapat terwujudkan, yang digunakan sebagai salah satu persyaratan untuk meraih gelar sarjana S-1. Penulisan skripsi ini tidak dapat terselesaikan dengan baik tanpa adanya bimbingan dan sumbangan pemikiran dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih yang tidak terhingga dan penghargaan yang setinggi-tinginya kepada : 1. Kedua orang tua penulis yang telah memberi kasih sayang, dukungan baik moril maupun materil sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. 2. Ibu
Ir.Nur
Alif,
MT.,
selaku
Ketua
Jurusan
Elektro
Universitas
Muhammadiyah Malang. 3. Bapak Ir. Diding Suhardi, MT selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini. 4. Bapak Drs. Budhi Priyanto, MSi. selaku Dosen Pembimbing II yang juga telah memberikan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini. 5. Bapak dan Ibu dosen pengajar serta para staff karyawan jurusan teknik elektro UMM. 6. Teman – teman seperjuanganku di kelas Elektro B, terima kasih atas semua kisah suka dan dukanya. Karena kalian adalah keluargaku juga. 7. Dan semua pihak yang telah membantu kelancaran penulis dalam penyusunan skripsi ini. Akhir kata penulis berharap agar skripsi ini bisa bermanfaat bagi seluruh Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro pada khususnya, dan bagi para pembaca umumnya.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dan kesalahan dalam skripsi ini, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun akan sangat diharapkan oleh penulis demi sempurnanya skripsi ini.
Malang, 30 April 2015
Penulis
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSETUJUAN .............................................................................. ii LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................. iii SURAT PERNYATAAN .................................................................................. iv ABSTRAK .......................................................................................................... v ABSTRACT ....................................................................................................... vi LEMBAR PERSEMBAHAN ........................................................................... vii KATA PENGANTAR ...................................................................................... viii DAFTAR ISI ....................................................................................................... x DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xiv DAFTAR TABEL ............................................................................................ xvii BAB I PENDAHULUAN 1.
Latar Belakang .............................................................................................. 1 1.1. Rumusan Masalah .............................................................................. 1 1.2. Batasan Masalah................................................................................. 2 1.3. Maksut Dan Tujuan ............................................................................ 2 1.4. Metodologi Tugas Akhir .................................................................... 3 1.5. Sistimatika Pembahasan ..................................................................... 3
BAB II DASAR TEORI 2.1. Pemodelan Pintu Gerbang5 2.1.1 Fungsi dan Jenis pintu gerbang ................................................... 5 2.1.2 Cara kerja .................................................................................... 6 2.1.3 Mekanisme................................................................................... 7 2.2. Sistem Kontrol ................................................................................... 9 2.3. Perangkat keras ( Hardware ) ............................................................. 9 2.3.1
Microcontroller ATMEGA16 .................................................... 9 2.3.1.1 Konfigurasi pin-pin ATMEGA16 ................................. 10 2.3.1.2 Timer dan Counter pada AVR ...................................... 12
2.3.2
Modem Wavecom ..................................................................... 16
2.3.2.1 RS 232 Converter .......................................................... 18 2.3.2.2 Dual Tone Multi Frequency (DTMF) ........................... 21 2.3.3
MOTOR DC ................................................................................ 25 2.3.3.1 Jenis- Jenis Motor DC ................................................... 26 2.3.3.2 Prinsip Dasar Motor Arus Searah ................................. 28 2.3.3.3 Driver Motor DC L298 ................................................. 30
2.3.4
LCD ( Liquit Cristal Display)...................................................... 31
2.3.5
Kaypad ........................................................................................ 39
2.3.6
Buzzer .......................................................................................... 39
2.3.7
Transistor ..................................................................................... 40 2.3.7.1 Sifat Input Transistor (sambungan anatara basisemitor)41 2.3.7.2 Transistor Sebagai Sakelar ............................................ 42
2.4
Perangkat lunak ( Software ) ............................................................ 44
2.4.1
Bahasa bascom AVR ................................................................... 44 2.4.1.1 Karakter Dalam BASCOM ........................................... 44 2.4.1.2 Tipe Data ....................................................................... 45 2.4.1.3 Variabel ........................................................................ 46 2.4.1.4 Alias .............................................................................. 46 2.4.1.5 Konstanta ...................................................................... 47 2.4.1.6 Aray ............................................................................... 47 2.4.1.7 Oprasi-Oprasi Dalam Bascom....................................... 48
BAB III PERANCANGAN 3.1. Perencanaan Hardware ........................................................................ 50 3.1.1 Perencanaan Konstruksi Mekanik Pintu....................................... 51 3.1.2 Perencanaan Konstruksi Mekanik Pintu ....................................... 52 3.1.3 Perancangan RS232 Converter dan modem wavecom M1306B.. 53 3.1.4 Perancangan DTMF MT8870D .................................................... 54 3.1.5 Perancangan rangkaian LCD ....................................................... 55 3.1.6 Perancangan Driver Relay pengontrol Motor ............................... 56 3.1.7 Rangkaian power suplay Motor DC ............................................ 57 3.1.8 Perancangan rangkaian Driver Buzzer ......................................... 58
3.1.9 Perancangan Mikrokontroller ATMEGA16 ................................. 61 3.2 Perencanaan Software .......................................................................... 62 3.2.1 Flow Chart Sistem Keseluruhan ................................................... 63 BAB IV PENGUJIAN DAN PENGUKURAN ALAT 4.1.Pengujian Converter RS232 ................................................................. 64 4.1.1 Tujuan ......................................................................................... 64 4.1.2 Alat dan Bahan ............................................................................ 64 4.1.3 Prosedure pengujian .................................................................... 64 4.1.4 Diagram pengujian ...................................................................... 64 4.1.5 Hasil Pengujian ........................................................................... 65 4.1.6 Analisa Data ................................................................................ 65 4.2. Pengujian AT Command pada Modem Wavecom ............................. 66 4.2.1 Tujuan pengujian ....................................................................... 66 4.2.2 Peralatan yang digunakan .......................................................... 66 4.2.3 Langkah Pengujian .................................................................... 66 4.2.4 Diagram Pengujian .................................................................... 67 4.2.5 Hasil Pengujian .......................................................................... 70 4.2.6 Analisa Hasil Pengujian ............................................................ 70 4.3. Pengujian LCD .................................................................................... 71 4.3.1 Tujuan Pengujian ....................................................................... 71 4.3.2 Peralatan Yang digunakan ......................................................... 71 4.3.3 Langkah-langkah pengujian ...................................................... 71 4.3.4 Pengujian Rangkaian LCD ........................................................ 71 4.3.5 Hasil Pengujian .......................................................................... 74 4.3.6 Analisa ....................................................................................... 75 4.4. Pengujian Keypad Matrix 4X4........................................................... 76 4.4.1 Tujuan Pengujian ....................................................................... 76 4.4.2 Peralatan yang digunakan .......................................................... 76 4.4.3 Langkah-langkah pengujian ...................................................... 76 4.4.4 Pengujian Rangkaian Keypad .................................................... 76
4.4.5 Data Hasil Pengujian ................................................................. 83 4.4.6 Analisa ....................................................................................... 84 4.5. Pengujian Buzzer ................................................................................ 85 4.5.1 Tujuan ........................................................................................ 85 4.5.2 Peralatan Yang digunakan ......................................................... 85 4.5.3 Langkah pengujian .................................................................... 85 4.5.4 Pengujian Rangkaian ................................................................. 85 4.5.5 Hasil Pengujian .......................................................................... 86 4.5.6 Analisa ....................................................................................... 86 4.6 Pengujian Rangkaian Driver Motor DC L298 .................................... 87 4.6.1 Alat dan Bahan .......................................................................... 87 4.6.2 Langkah percobaan .................................................................... 87 4.6.3 Pengujian rangkaian .................................................................. 87 4.6.4 Hasil Pengujian .......................................................................... 87 4.6.5 Analisa ....................................................................................... 88 4.7 Pengujian Keseluruhan........................................................................ 88 4.7.1 Tujuan pengujian ....................................................................... 88 4.7.2 Peralatan Yang Digunakan ........................................................ 88 4.7.3 Prosedur pegujian ...................................................................... 89
BAB V KESIMPULAN 5.1. Kesimpulan ......................................................................................... 95 5.2. Saran ................................................................................................... 96 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 98 LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Skema miniatur gerbang................................................................... 6 Gambar 2.2 Perancangan desain gerbang otomatis.............................................. 7 Gambar 2.3 Gear vertical to horisontal power window ....................................... 8 Gambar 2.4 perancangan meknisme penarik gerbang ......................................... 8 Gambar 2.5 Konfigurasi pin AVR ATMEGA16 ................................................ 10 Gambar 2.6 Block Diagram penerimaan UART ................................................. 13 Gambar 2.7 Timer/Counter0 Control Register – TCCR0 ................................... 13 Gambar 2.8 Timer/Counter0 – TCNT0............................................................... 14 Gambar 2.9 Timer/Counter1 Control Register A – TCCR1A ............................ 14 Gambar 2.10 Timer/Counter1 Control Register A – TCCR1A .......................... 15 Gambar 2.11 Kemasan Wavecom Fasttrack M1306B ........................................ 17 Gambar 2.12 Konfigurasi Pin Konektor DB9 ..................................................... 19 Gambar 2.13 Konfigurasi pin MT8870D ............................................................ 23 Gambar 2.14: Rangkaian MT8870D ................................................................... 24 Gambar 2.15 Rangkaian motor shunt ................................................................. 26 Gambar 2.16 Rangkaian motor seri .................................................................... 27 Gambar 2.17 Rangkaian motor kompon ............................................................. 28 Gambar 2.18 Bagan Motor DC ........................................................................... 28 Gambar 2.19 Kaidah Tangan Kiri ....................................................................... 29 Gambar 2.20 Penampang IC L298 ...................................................................... 30 Gambar 2.21 Pin Out LCD M1632 Standard ...................................................... 33 Gambar 2.22 Timing Penulisan Data ke Register Perintah Mode 4 bit interface ................................................................................ 35 Gambar 2.23 Timing Penulisan Register Perintah Mode 4 bit Interface ............ 37 Gambar 2.24 Timing diagram penulisan data register data mode 4 bit interface ................................................................................ 38 Gambar 2.25 Timing pembacaan data dari register data mode 4 bit interface .. 38 Gambar 2.26 Rangkaian dasar keypad 4x4 ......................................................... 39 Gambar 2.27 Grafik karakteristik respon bunyi buzzer ...................................... 40 Gambar 2.28 fisik buzzer .................................................................................... 40
Gambar 2.29 Simbol Transistor NPN dan PNP .................................................. 41 Gambar 2.30 Grafik output dari transistor, keadaan cutoff dan keadaan jenuh .. 43 Gambar 3.1. Block Diagram system ................................................................... 51 Gambar 3.2 Perencanaan Konstruksi Mekanik ................................................... 52 Gambar 3.3 Rangkaian Converter RS232 ........................................................... 54 Gambar 3.4 Rangkain DTMF MT8870D ........................................................... 55 Gambar 3.5 Rangkaian LCD ............................................................................... 56 Gambar 3.6 Rangkaian driver motor L298 ......................................................... 57 Gambar 3.7 Rangkaian Catu daya ....................................................................... 57 Gambar 3.8 Rangkaian Driver Buzzer ............................................................... 58 Gambar 3.9 Rangkaian Control ATMEGA16 .................................................... 61 Gambar 3.10 Flowchart system ......................................................................... 63 Gambar 4.1 Diagram pengujian converter RS232 .............................................. 64 Gambar 4.2 Pengujian Serial converter .............................................................. 62 Gambar 4.3 Blok Diagram Pengujian Telepon Seluler ....................................... 67 Gambar 4.4 Setting pada HyperTerminal ........................................................... 68 Gambar 4.5 Pemilihan COM pada HyperTerminal............................................. 68 Gambar 4.6 Pemilihan Kecepatan pada HyperTerminal..................................... 69 Gambar 4.7 Hasil Pengujian Perintah AT command .......................................... 70 Gambar 4.8 Rangkaian Pengujian LCD .............................................................. 71 Gambar 4.9 Flowchart Tulis Instruksi pada LCD ............................................... 72 Gambar 4.10 Flowchart Tulis data numeric pada LCD ...................................... 73 Gambar 4.11 Foto pengujian LCD ...................................................................... 75 Gambar 4.12 Rangkaian Pengujian Keypad ....................................................... 77 Gambar 4.13 Algoritma pembacaan Keypad dengan system matrik .................. 79 Gambar 4.14 Pengujian Keypad ......................................................................... 83 Gambar 4.15 Rangkaian pengujian driver buzzer ............................................... 85 Gambar 4.16 Driver Motor ................................................................................. 87 Gambar 4.17 Program Menu ............................................................................... 89 Gambar 4.18 Profil User ..................................................................................... 89 Gambar 4.19 Perintah Memasukan Nomor ......................................................... 90
Gambar 4.20 Menu Menginput Nomor User ...................................................... 90 Gambar 4.21 Tampilan User 1 Berhasil Tersimpan............................................ 90 Gambar 4.22 Tampilan LCD Akses dari User1 .................................................. 91 Gambar 4.23 Tampilan Akses dari User1 Buka Pintu ........................................ 91 Gambar 4.24 Tampilan LCD Akses dari User1 Buka Pintu ............................... 92 Gambar 2.25 Tampilan Akses dari User1 Tutup Pintu ....................................... 92 Gambar 4.26 Tampilan LCD Akses dari User1 Tutup Pintu .............................. 92 Gambar 4.27 Akses membuka sesuai kebutuhan user ........................................ 93 Gambar 4.28 Tampilan Akses Ditolak ................................................................ 93 Gambar 4.29 akses secara manual ...................................................................... 94
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Fungsi khusus Port B .......................................................................... 11 Tabel 2.2 Fungsi khusus Port C .......................................................................... 11 Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port D ......................................................................... 12 Tabel 2.4 Seting Prescale .................................................................................... 14 Tabel 2.5 Seting Mode Compare 1 ..................................................................... 15 Tabel 2.6 Seting Mode PWM.............................................................................. 15 Tabel 2.7 pin-pin konektor DB15 ....................................................................... 18 Tabel 2.8 Konfigurasi Pin RS-232 pada Konektor DB9 ..................................... 19 Tabel 2.9 : Frekuensi pada DTMF ...................................................................... 22 Tabel 2.10: fungis pin DTMF MT8870 .............................................................. 23 Table 2.11 Fungsi decoder DTMF ...................................................................... 25 Tabel 2.12 Prinsip kerja IC L298 ........................................................................ 33 Tabel 2.13 Simbol Terminal I/O LCD ................................................................ 33 Tabel 2.14 Perintah-perintah M1632 .................................................................. 35 Tabel 2.15 Karakter dalam Bascom .................................................................... 44 Tabel 2.16Tipe data pada Bascom ...................................................................... 45 Tabel 2.17 Operasi Relasi ................................................................................... 49 Tabel 3.1 Tabel kebenaran Driver Relay ............................................................ 57 Tabel 4.1 Pengujian driver buzzer ...................................................................... 86 Tabel 4.2: Pengujian Driver Motor L298 ............................................................ 88
Daftar Pustaka 1. Depari, Ganti. 1984. Teknik Rangkaian Elektronika. Bandung:1984. 2. Muhsin, Muhammad. 2004. Elektronika Digital. Yogyakarta:Andi. 3. Bejo, Agus. 2008. C&AVR Kemudahan Bahasa C Dalam Mikrokontroler ATMEGA8535. Yogyakarta : Graha Ilmu 4. J Bueche, Frederick. 1989. Fisika Edisi Kedelapan. Jakarta : Erlangga 5. Lesea, Austin.1993. Teknik Perantaraan Mikroprosesor Edisi Ketiga. Jakarta : Erlangga 6. Padhyay, D Chatto. 1989. Dasar Elektronika. Jakarta : Universitas Indonesia 7. Blocher, Richard. 2003. Dasar Elektronika. Yogyakarta : Andi 8. Dr. Agfianto Eko Putra, C. NNPL Pract. DSP&Embedded Electronics.2009.Basic Compiler Untuk AVR [Online] Available at : http://agfi.staff.ugm.ac.id/blog/index.php/2009/04/basiccompiler-untuk-avr/[10 June2014] 9. Bascom AVR 8051 [Online] Available at : http://www.mcselec.com/index.php?option=com_content&t ask=view&id=14&Itemid=14 [20 June 2014]
