UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Rancang Bangun Sistem Pengaman Berbasis Arduino Uno”. Skripsi ini disusun dalam rangka memenuhi sebagian persyaratan dalam
rangka
menyelesaikan pendidikan sarjana strata satu (S1) pada Jurusan Teknik Elektro Dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana. Dalam penyusunan skripsi ini, penulis mendapatkan petunjuk dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehubungan dengan hal tersebut pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada : 1. Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT, Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana. 2. Bapak Wayan Gede Ariastina, S.T., M.Eng.Sc., Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana. 3. Bapak Dr. Ir. Made Sudarma, M.A.Sc selaku Dosen Pembimbing I. 4. Bapak Dr. Ir. Ida Bagus Alit Swamardika, M.Erg selaku Dosen Pembimbing II. 5. Ibu Ir. Linawati, M.Eng.Sc., Ph.D sebagai
Pembimbing Akademik
yang telah memberikan bimbingan, perhatian dan dorongan selama menempuh kuliah di Jurusan Teknik Elektro Dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana. 6. Rekan-rekan mahasiswa angkatan 2009 Jurusan Teknik Elektro Dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana. 7. Keluarga di Denpasar yang telah memberikan dukungan, semangat dan doa sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. 8. Keluarga di Bangli yang telah memberikan dukungan dan doa sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. 9. Serta semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu atas bantuan dan saran yang diberikan sehingga skripsi dapat terselesaikan
v
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, segala bentuk ide pengembangan, kritik dan saran baik yang konstruktif maupun tidak dari pihak dosen penguji berbagai pihak lainnya sangat penulis hargai dan harapkan. Akhir kata, semoga skripsi ini dapat bermanfaat dalam pengembangan ilmu sains dan teknologi, pengetahuan luas serta semua pihak.
Denpasar, 21 Maret 2016
Penulis
vi
Abstrak Sistem pengaman berbasis Arduino Uno merupakan sebuah alat yang berfungsi untuk mengamankan benda sakral (pratima) dari tindakan pencurian pada ruangan penyimpanan. Sistem pengaman dilengkapi dengan alarm sebagai peringatan, sensor PIR(Passive Infrared) sebagai pendeteksi gerakan dan mikrokontroler Arduino Uno sebagai sistem kontrol. Metode dalam perancangan sistem pengaman dibagi menjadi dua bagian yaitu pertama, perancangan perangkat keras (hardware) terdiri dari perancangan perangkat dengan rangkaian fisik dan elektronika. Kedua, perancangan perangkat lunak (software) tampilan monitor menggunakan program Arduino 1.0.1. Pembuatan sistem pengaman tempat penyimpanan benda sakral terdapat beberapa permasalahan yaitu bagaimana merancang dan membangun sistem pengaman tempat penyimpanan benda sakral berbasis Arduino Uno yang dapat memberikan peringatan dengan cepat, dan dilengkapi dengan keypad sebagai sistem pengamannya, sehingga dapat merancang sebuah simulasi sistem pengaman ini. Hasil dari perancangan sistem ini yaitu sistem pengaman yang dapat menerima energi gerak dengan sensor PIR (Passive Infrared) dan dilengkapi dengan sistem peringatan berupa alarm. Kata Kunci : Mikrokontroler Arduino Uno, sensor PIR, keypad, alarm.
vii
Abstract The methods of designing the security system are divided into two parts which are hardware and software. The hardware consists of some electronic parts that physically connected by using electronic lines. The software consist of Arduino 1.0.1 to make the display on the monitor. There are several problem to make the security system of a sacred object storage based onArduino Uno which are how to design and build the security system of a sacred object storage based onArduino Uno that can provide warnings quickly and equipped with a keypad as safety systems, so we can design simulation for this security system. Results of this system are security system which can receives motion energy by using PIR sensor (Passive Infrared) and equipped with a warning system alarm. Keywords : Microcontroller Arduino, PIR sensor, keypad, alarm.
viii
DAFTAR ISI JUDUL ............................................................................................................ i PRASYARAT GELAR .................................................................................. ii LEMBAR PERNYATAAN ORISINILITAS .............................................. iii LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... iv UCAPAN TERIMA KASIH ......................................................................... v ABSTRAK ...................................................................................................... vii ABSTRACT .................................................................................................... viii DAFTAR ISI .................................................................................................. ix DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xii DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiv DAFTAR SINGKATAN ................................................................................ xv BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ........................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................... 2 1.3 Tujuan ........................................................................................................ 2 1.4 Manfaat ...................................................................................................... 3 1.5 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ........................................................ 3 1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................... 3 BAB II KAJIAN PUSTAKA ......................................................................... 5 2.1 Tinjauan Mutakhir ..................................................................................... 5 2.2 Tinjauan Pustaka ........................................................................................ 6 2.2.1 Sensor PIR (Passive Infrared Receiver) ........................................... 6 2.2.2 Fresnel Lens ..................................................................................... 7 2.2.3 IR Filter ............................................................................................ 8 2.3 Buzzer ........................................................................................................ 8 2.4 Arduino ...................................................................................................... 9 2.4.1 Arduino UNO .................................................................................... 9 2.4.2 Instalasi Software Arduino ................................................................ 12 ix
2.4.3 Bahasa Pemrograman Arduino ......................................................... 14 2.4.3.1 Struktur Pemrograman .......................................................... 14 2.4.3.2 Function ................................................................................ 15 2.4.3.3 Comment ............................................................................... 16 2.4.3.4 Variabel ................................................................................. 16 2.4.3.5 Tipe Data ............................................................................... 17 2.4.3.6 Operator Aritmatika .............................................................. 18 2.4.3.7 Konstanta .............................................................................. 19 2.4.3.8 Flow Control ......................................................................... 20 2.4.3.9 Digital dan Analog I/O .......................................................... 21 2.4.3.10 Time .................................................................................... 22 2.4.3.11 Math .................................................................................... 22 2.4.3.12 Serial ................................................................................... 23 2.5 Hardware Board Arduino .......................................................................... 23 2.6 Motor Servo ............................................................................................... 24 2.7 LCD ............................................................................................................ 25 2.8 Keypad ....................................................................................................... 26 BAB III METODE PENELITIAN .............................................................. 28 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................... 28 3.2 Data ........................................................................................................... 28 3.2.1 Sumber Data ..................................................................................... 28 3.2.2 Jenis Data .......................................................................................... 28 3.3 Perancangan Sistem ................................................................................... 29 3.4.1 Gambaran Umum ............................................................................ 29 3.4.2 Perangkat Keras ............................................................................... 30 3.4.2.1 Perancangan Blok Perangkat Keras ..................................... 30 3.4.2.2 Perancangan Struktur Fisik .................................................. 31 3.4.3 Perangkat Lunak .............................................................................. 32 3.4.4 Perancangan Rangkaian ................................................................... 32 3.4.4.1 Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno.............................. 32
x
3.4.4.2 Sensor PIR (Passive Infrared) .............................................. 33 3.4.4.3 Motor Servo .......................................................................... 34 3.4.4.4 Perancangan Rangkaian LCD ............................................... 34 3.4.4.5 Perancangan Rangkaian Catu Daya ...................................... 35 3.4.4.6 Keypad .................................................................................. 35 3.4.4.7 Perancangan Rangkaian Keseluruhan Sistem ....................... 36 3.4.4 Perancangan Perangkat Lunak ......................................................... 37 3.4.4.1 Diagram Alir Membuka dan Mengunci Pintu ....................... 37 3.4.4.2 Diagram Alir Mengganti Kata Sandi .................................... 38 3.4.4.3 Perancangan Antarmuka Menu Awal ................................... 39 3.4.4.4 Perancangan Antarmuka Tampilan Mengganti Kata Sandi .. 39 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................... 41 4.1 Realisasi Hasil Perancangan ..................................................................... 41 4.2 Pengujian dan Pembahasan Rancang Bangun Sistem Pengaman Berbasis Arduino Uno ............................................................................................. 42 4.2.1 Pengujian Sensor PIR ..................................................................... 42 4.2.2 Pengujian Rangkaian LCD.............................................................. 45 4.2.3 Pengujian Keypad ........................................................................... 47 4.2.4 Pengujian Motor Servo ................................................................... 49 4.2.5 Pengujian Buzzer ............................................................................ 50 4.2.6 Pengujian Rangkaian Regulator 5 Volt ........................................... 52 4.3 Keseluruhan Sistem Pengaman Arduino Uno ........................................... 54 BAB V SIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 57 5.1 Simpulan ................................................................................................... 57 5.2 Saran .......................................................................................................... 57 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 58 LAMPIRAN .................................................................................................... 59
xi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Sensor PIR ................................................................................. 6 Gambar 2.2 Sudut yang dihasilkan oleh fresnel lens .................................... 7 Gambar 2.3 Buzzer ........................................................................................ 8 Gambar 2.4 Arduino Uno .............................................................................. 10 Gambar 2.5 Halaman download software arduino ....................................... 12 Gambar 2.6 Tampilan folder setelah di ekstrak............................................. 12 Gambar 2.7 Tampilan software arduino ........................................................ 13 Gambar 2.8 Memilih board arduino .............................................................. 13 Gambar 2.9 Memilih serial port .................................................................... 14 Gambar 2.10 Motor servo................................................................................ 24 Gambar 2.11 LCD 16x2. ................................................................................. 25 Gambar 2.12 Keypad ........................................................................................ 26 Gambar 3.1 Gambaran umum alur sistem ..................................................... 29 Gambar 3.2 Diagram blok perangkat keras sistem keamanan pratima ......... 30 Gambar 3.3 Rancangan fisik sistem pengaman (tampak depan) ................... 31 Gambar 3.4 Rancangan fisik sistem pengaman (tampak belakang) .............. 32 Gambar 3.5 Arduino Uno .............................................................................. 33 Gambar 3.6 Sensor PIR............................................. .................................... 33 Gambar 3.7 Motor Servo ............................................................................... 34 Gambar 3.8 Perancangan rangkaian catu daya .............................................. 35 Gambar 3.9 Keypad ....................................................................................... 35 Gambar 3.10 Perancangan rangkaian keseluruhan sistem .............................. 36 Gambar 3.11 Diagram alir membuka dan mengunci pintu .............................. 37 Gambar 3.12 Diagram alir mengganti kata sandi............................................. 38 Gambar 3.13 Perancangan antarmuka menu awal ........................................... 39 Gambar 3.14 Perancangan antarmuka menu (pilihan) ..................................... 39 Gambar 3.15 Perancangan antarmuka input kata sandi ................................... 40 Gambar 3.16 Perancangan antarmuka konfirmasi kata sandi .......................... 40 Gambar 4.1 Rangkaian kesulurahan sistem pengaman
xii
berbasis arduino uno..................................................................... 40 Gambar 4.2 Diagram blok pengujian rangkaian sensor PIR ............................ 42 Gambar 4.3 Tampilan pengujian sensor PIR tidak mendeteksi gerakan ......... 43 Gambar 4.4 Tampilan pengujian sensor PIR mendeteksi gerakan .................. 43 Gambar 4.5 Blok diagram pengujian LCD ...................................................... 45 Gambar 4.6 Tampilan pengujian LCD ............................................................. 45 Gambar 4.7 Blok diagram pengujian keypad ................................................... 47 Gambar 4.8 Pengujian keypad.......................................................................... 47 Gambar 4.9 Blok diagram pengujian motor servo ........................................... 49 Gambar 4.10 Pengujian motor servo (a) posisi 0 0 (b) posisi 60 0.................... 49 Gambar 4.11 Tampilan pengujian buzzer (a)alarm aktif (b)alarm noonaktif .. 49 Gambar 4.12 Blok diagram pengujian rangkaian regulator 5 volt .................. 52 Gambar 4.13 Pengukuran tegangan input pada rangkaian regulator 5 volt (a)sumber tegangan power supply (b)sumber tegangan baterai 52 Gambar 4.14 Pengukuran tegangan output pada rangkaian regulator 5 volt (a)sumber tegangan power supply (b)sumber tegangan baterai 53 Gambar 4.15 Pengujian sistem pengaman (a)sistem aktif (b)sistem dinonaktifkan (c)kata sandi benar (d)buka kunci dan ganti password ............. 54 Gambar 4.16 Tampilan input kata sandi .......................................................... 55 Gambar 4.17 Tampilan kata sandi tidak sesuai ............................................... 55 Gambar 4.18 Tampilan kunci terbuka ............................................................. 55 Gambar 4.19 Tampilan gerakan terdeteksi ...................................................... 56
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tipe data bahasa pemrograman arduino ........................................ 17 Tabel 4.1 Hasil pengujian rangkaian regulator 5 volt ................................... 53
xiv
DAFTAR SINGKATAN AC
= Alternating Current
AVR = Alf Vegard and Risc DC
= Direct Current
GPS = Global Positioning System IDE = Integrated Development Enviroment I/O
= Input/Output
KHz = Kilo Hertz LAN = Local Area Network LCD = Liquid Crystal Display LED = Light Emitting Dioda MHz = Mega Hertz OS
= Operating System
PCB = Printed Circuit Board PIR = Passive Infrared PWM = Pulse Width Modulations SMS = Short Messege USB = Universal Serial Bus
xv
