JURNAL TUGAS AKHIR (SF 091321)

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM PENGENDALI DAN MONITORING

SECARA ”LIVE STREAMING” PADA GERBANG DAN PERALATAN LISTRIK

RUMAH BERBASIS WEB

Achmad Arif Alfin1)

, Lila Yuwana2)

1)

Mahasiswa Jurusan Fisika ITS-Surabaya.

*E-mail: alfin2811@gmail.com 2)

Staf Pengajar Jurusan Fisika FMIPA ITS-Surabaya.

2012

Abstrak

Telah dilakukan pembuatan sistem pengendalian dan monitoring secara ”live

streaming” pada gerbang dan peralatan listrik rumah berbasis web. Pada tugas akhir ini

dirancang sebuah mini plant untuk memodelkan bangunan dan kelengkapan rumah yang

terdiri dari lampu, kipas, dan pintu gerbang. Sistem pemantauan dan pengendalian dirancang

secara nirkabel dengan memanfaatkan teknologi internet.Data monitoring pada tugas akhir ini berupa suhu ruang, pencahayaan ruang, dan video live streaming. Data Keluaran sensor

suhu dan pencahayaan ruang akan diproses oleh mikrokontroler ATMega16 yang selanjutnya

dikirim melalui komunikasi serial dengan usb yang disambungkan ke computer server

sehingga dapat ditampilkan ke halaman web user. Data recording video dikirim langsung ke

database sever melalui komunikasi usb. Berdasarkan hasil penelitian, sistem ini dapat bekerja

dengan baik.

Kata Kunci:Internet, Komunikasi Serial, USB , Web.

I.Pendahuluan

Pada saat ini, kemajuan di bidang

teknologi dan informasi sangatlah pesat,

sehingga banyak hal-hal baru berkembang

dalam bidang teknologi dan

informasi.Beberapa contohnya adalah

mengenai sistem kendali dan

internet.Sistem kendali merupakan suatu

kumpulan alat untuk mengendalikan dan

mengatur keadaan dari suatu

sistem.Sedangkan internet sudah bukan

menjadi hal yang baru lagi, dengan internet

kita bisa mengakses dan mengetahui

apapun dan dimanapun.

Dengan memanfaatkan kemajuan

teknologi yang ada saat ini, kita dapat

memadukan kedua hal tersebut untuk

pengendalian pada pintu gerbang dan

peralatan listrik rumah seperti lampu, dan

kipas serta melakukan monitoring dengan

kamera secara live streaming meskipun

dari jarak yang sangat jauh sekalipun

selama kita masih terhubung dengan

internet. Hal ini dilakukan selain untuk

alasan kemudahan, juga untuk alasan

keamanan, sehingga kita tidak perlu takut

lagi ketika akan meniggalkan rumah untuk

waktu yang lama, karena kita tetap dapat

memantau kondisi rumah dan

mengendalikannya dari jarak jauh.

Banyak sekali kemajuan teknologi

yang berkembang untuk memberikan

kemudahan dalam pengamatan dan

pengaturan pada kondisi rumah. Dalam

tugas akhir ini dibuatlah sistem

pengendalian dan monitoring secara

“Live Streaming” pada gerbang dan

peralatan listrik rumah berbasis webyang

dapat diakses melalui jaringan internet

dengan media web browser.

II. Tinjauan Pustaka

2.1 Prinsip kerja web server

Web server merupakan mesin di

mana tempat aplikasi atau software

beroperasi dalam medistribusikan web

page ke user, tentu saja sesuai dengan

permintaan user.Hubungan antara Web

Server dan Browser Internet merupakan

gabungan atau jaringan Komputer yang

ada di seluruh dunia.Setelah terhubung

secara fisik, Protocol TCP/IP (networking

protocol) yang memungkinkan semua

komputer dapat berkomunikasi satu

dengan yang lainnya. Pada saat browser

meminta data web page ke server maka

instruksi permintaan data oleh browser

tersebut di kemas di dalam TCP yang

merupakan protocol transport dan dikirim

ke alamat yang dalam hal ini merupakan

protocol berikutnya yaitu Hyper Text

Transfer Protocol (HTTP). Berikut ini

adalah skema pengiriman data pada

protokol HTTP.

Gambar 1Diagram cara kerja

web.(http://tower22.files.wordpress.co

m/2008/10/web1.gif?w=495)

Proses pengiriman data pada web

dimulai dari permintaan webclient

(browser), diterima web server, diproses,

dan dikembalikan hasil prosesnya oleh web

server ke web client lagi dilakukan secara

transparan. Setiap orang dapat dengan

mudah mengetahui apa yang terjadi pada

tiap-tiap proses. Secara garis besarnya web

server hanya memproses semua masukan

yang diperolehnya dari web

client.(Kasiman Peranginangin,2006).

2.2PHP (PHP Hypertext Preprocessor,

bahasa interpreter yang mempu)

PHP adalah bahasa pemrograman

script yang paling banyak dipakai saat ini.

PHP banyak dipakai untuk memprogram

situs web dinamis, walaupun tidak tertutup

kemungkinan digunakan untuk pemakaian

lain. (Kasiman Peranginangin,2006).

PHP merupakan kependekan dari

PHP Hypertext Preprocessor, bahasa

interpreter yang mempunyai kemiripan

dengan C dan Perl.PHP dapat digunakan

bersama dengan HTML sehingga

memudahkan dalam membuat aplikasi web

dengan cepat.Dapat digunakan untuk

menciptakan dynamic website baik itu

yang memerlukan penggunaan database

ataupun tidak. (Kasiman

Peranginangin,2006).

Contoh terkenal dari aplikasi PHP

adalah forum (phpBB) dan MediaWiki

(software di belakang Wikipedia). PHP

juga dapat dilihat sebagai pilihan lain dari

ASP.NET/C#/VB.NET Microsoft,

ColdFusion Macromedia, JSP/Java Sun

Microsystems, dan CGI/Perl. Contoh

aplikasi lain yang lebih kompleks berupa

CMS yang dibangun menggunakan PHP

adalah Mambo, Joomla!, Postnuke,

Xaraya, dan lain-lain. (Kasiman

Peranginangin,2006).

2.3Ajax (Asynchronous JavaScript and

XML)

AJAX adalah singkatan dari

“Asynchronous JavaScript and XML”,

yang dibuat dari serangkaian teknologi

dengan berbagai kemampuan : JavaScript,

XML dan sebuah method komunikasi

asinkron antara client dan server.

Ajax dapat digunakan untuk

melakukan banyak hal, seperti loading

halaman HTML tanpa refresh halaman

web, validasi form dan banyak lagi yang

bisa dilakukan dengan ajax. Pada banyak

hal seringkali Ajax dipadukan dengan

bahasa pemrograman PHP yang sangat

powerfull. Ajax bertugas melakukan

request ke web server dan PHP yang

berada di server akan melakukan apa yang

diminta oleh Ajax, mengirim hasilnya ke

web browser dan Ajax menampilkannya

kepada user. (Kasiman

Peranginangin,2006).

2.4Sistem Kontrol Loop Tertutup

Sistem kontrol dapat dikatakan

sebagai hubungan antara komponen yang

membentuk sebuah konfigurasi sistem,

yang akan menghasilkan tanggapan sistem

yang diharapkan. Jadi harus ada yang

dikendalikan, yang merupakan suatu

sistem fisis, yang biasa disebut juga

dengan plant. (Ogata,1997).

Sistem kendali umpan balik

seringkali disebut sebagai Sistem kendali

loop tertutup. Pada Sistem kendali loop

tertutup, sinyal umpan balik (yang

biasanya sinyal keluarannya sendiri atau

fungsi dari sinyal keluaran dan

turunannya), disajikan ke pengendali

sedemikian rupa untuk mengurangi

kesalahan dan membawa keluaran sistem

ke nilai yang dikehendaki. (Ogata,1997).

Pada sistem kendali loop tertutup, sinyal

kesalahan yang bekerja, yaitu perbedaan

antara sinyal input dan sinyal umpan balik

diinputkan ke kontroller sedemikian rupa

untuk mengurangi kesalahan.

(Ogata,1997).

Gambar 2 Diagram Blok Sistem Loop

Tertutup.(http://iwansugiyarto.bl

ogspot.com/2011/11/loop-

terbuka-loop-tertutup.html).

2.5Sensor Suhu

Sensor suhu merupakan komponen

elektronika yang berfungsi untuk

mengubah besaran fisis berupa suhu

menjadi besaran listrik dalam bentuk

tegangan sebagai outputnya. Sensor suhu

ini akan merubah besaran panas menjadi

besaran listrik sehingga dapat dengan

mudah dianalisis besarannya. Tegangan ini

kemudian dapat digunakan untuk

pengukuran temperatur dengan

memanfaatkan perubahan tegangan

terhadap temperatur. Dalam sistem

pengendalian ini, sensor suhu yang

digunakan adalah LM35DZ yang memiliki

karakteristik :

1. Memiliki perubahan yang linier 10

mV/0C,

2. Tegangan supply 4 sampai 30 Volt,

3. Range kerja antara 0 0C – 100

0C

4. Akurasi 0.50C pada suhu ruang

5. Current Drain < 60µA

(National Data Acquitition Datasheet,

National Semiconductor,November 2000).

Gambar 3 Sensor Suhu LM35DZ.(National Data

Acquitition Datasheet, National

Semiconductor, November 2000).

Masukan Masuka

n

Prose

s

Keluaran

Alat Ukur

2.6Sensor Passive Infrared (PIR)

Cahaya merupakan suatu bentuk

radiasi dari gelombang elektromagnetik

yang pada prinsipnya sama dengan

gelombang radio, misalnya infrared,

ultraviolet, dan sinar-X. Pada dasarnya

yang membedakannya adalah panjang

gelombang dan frekuensinya.Panjang

gelombang dari cahaya tampak yakni

400nm hingga 800nm, dan ultraviolet

memiliki panjang gelombang lebih pendek

dari 400 nm [2]. Hubungan antara

frekuensi dan panjang gelombang dapat

dirumuskan dengan persamaan:

...................................................................... (2.1)

Dimana :

c = kecepatan cahaya 3.108 m/s

λ = panjang gelombang dalam

meter

ƒ = frekuensi dalam Hertz

Infra merah dapat digunakan baik

untuk memancarkan data maupun sinyal

suara. Keduanya membutuhkan sinyal

carier untuk membawa sinyal data maupun

sinyal suara hingga sampai pada

receiver.Untuk transmisi sinyal suara

biasanya digunakan rangkaian voltage to

frekwensi converter yang berfungsi untuk

mengubah tegangan sinyal suara menjadi

frekuensi. (William D.C,1993).

Gambar 4Diagram Blok Arsitektur SAPI

(Agustinus, 2004).

2.7 Light Dependent Resistors(LDR)

LDR adalah jenis Resistor yang

berubah hambatannya karena pengaruh

cahaya.Bila cahaya gelap nilai tahanannya

semakin besar, sedangkan cahayanya terang

nilainya menjadi semakin kecil. (William

D.C,1993).

Gambar 5 Light Dependent Resistor.

(http://www.radio-

electronics.com/info/data/resistor/ldr/

light_dependent_resistor.php).

III.Metodologi

3.1 Perancangan Sistem

Secara umum sistem dijelaskan

oleh Gambar 6 dalam bentuk diagram blok.

Gambar 6 Diagram Blok Sistem.

Pada Perancangan dan pembuatan

sistem Pengendali dan Monitoring Secara

“Live Streaming” pada Gerbang dan

Peralatan Listrik Berbasis Web ini terdiri

dari perangkat mekanik, perangkat keras,

dan perangkat lunak. Perangkat mekanik

terdiri dari mini plant bangunan yang

dilengkapi dengan objek yang akan

dikendalikan, yaitu pintu gerbang dan

kamera yang dihubungkan dengan motor

stepper untuk penggeraknya, lampu, dan

kipas. Perangkat keras yang digunakan

terdiri dari sensor Passive Infrared

(PIR),sensor LM35,Light Dependent

Resistor (LDR), mikrokontroler ATmega

16, driver motor stepper, computer server,

webcam, dan sumber tegangan atau

catudaya. Sedangkan perangkat lunak yang

digunakan adalah untuk pembuatan web

design, web server pada computer server,

dan server database.

Pada Perancangan dan Pembuatan Sistem

Pengendali dan Monitoring Secara “Live

Streaming” pada Gerbang dan Peralatan

Listrik Berbasis Web ini mikrokontroler

telah terhubung dengan komputer server

menggunakan komunikasi usb to serial,

sedangkan untuk client (user) supaya bisa

mengakses komputer server harus sudah

tersambung dengan komputer server

melalui jaringan internet, setelah user

(client) tersambung dengan server, user

bisa mengendalikan atau memonitoring

sistem dengan mengakses menu yang telah

tersedia pada website sistem. Proses

pengiriman perintah pada menu

pengendalian pada web dimulai ketika user

menekan salah satu button pada website

sistem, data yang dikirim ke server berupa

data string yang kemudian oleh server

diteruskan ke mikrokontroler lewat

komunikasi serial.

3.2 Perancangan Perangkat Keras

Perangkat keras yang digunakan

terdiri dari catudaya sebagai sumber

tegangan DC untuk mengaktifkan relay

yang digunakan untuk menyalakan lampu,

dan juga sebagai sumber tegangan motor

stepper, sistem minimum mikrokontroler

ATMega16 untuk pusat pengendali sistem

termasuk membaca data sensor suhu

LM35DZ, data intensitas cahaya oleh LDR

dan untuk pengontrol pada Motor Stepper

yang dikendalikan oleh Mikrokontroler

ATmega8, serta data pada sensor PIR.

Sedangkan perangkat keras yang

digunakan sebagai inti dari penerima

perintah dari web browser adalah sebuah

PC yang digunakan sebagai server. Untuk

catudaya pada sistem selain rangkaian

relay, menggunakan supply dari port USB

laptop yang sudah mempunyai level

tegangan DC +5volt. Hal ini dilakukan

agar sistem lebih praktis dan lebih sedikit

kabel yang digunakan. Pada gambar 7

merupakan diagram perancangan

perangkat keras sistem

Gambar 7Diagram blok perangkat keras

3.3Driver Motor Stepper Rangkaian Driver motor stepper

yang terlihat pada gambar 8 berfungsi

sebagai penggerak motor stepper, tetapi

untuk menggerakkan dibutuhkan rangkaian

penguat, penguat disini adalah penguatan

tegangan dan arus. Pada prinsip kerjanya

motor stepper yang akan dikendalikan

membutuhkan catu daya tegangan ataupun

aarus yang sesuai dengan datasheet motor

stepper. Jika arus atau tegangan yang

diberikan pada motor stepper kecilmaka

motor tidak dapat berputar, maka

diperlukan driver motor untuk menguatkan

arus agar motor stepper dapat berputar.

Rangkaian driver motor stepper adalah

sebagai berikut:

Gambar 8Rangkaian driver motor stepper

3.4Perancangan Perangkat Lunak

Flowchart Perancangan perangkat

lunak seperti yang tertera pada gambar 9

terdiri dari konfigurasi web server dan juga

konfigurasi database server, pemrograman

mikrokontroler ATMega8 pada sistem ini

berfungsi untuk mengontrol putaran motor

stepper pada pintu gerbang dan kamera,

sedangkan pemrograman pada

mikrokontroler ATMega 16 berfungsi

untuk membaca data dari sensor LM35DZ,

sensor LDR, dan sensor PIR, serta untuk

mengontrol putaran motor stepper melalui

mikrokontroler ATMega8. Hasil

pembacaan melalui port USB (Universal

Serial Bus) dengna menggunakan bahasa C

untuk mikrokontroler AVR

(CodevisionAVR).

Data yang telah dibaca melalui port

USB (Universal Serial Bus) computer

disimpan ke dalam database MySql pada

computer server, data ini dibaca dan diolah

dengan bahasa pemrograman PHP pada

computer server.

Data yang telah disimpan ke dalam

database kemudian dibaca dengan PHP

sebagai bahasa pemrograman server, data

TIP127

A

GND

+12 VVCCPort C.0

Port C.2Port C.1

Port C.3

6

5

4

1

2470

10k

TIP127

B

6

5

4

1

2470

10k

TIP127

C6

5

4

1

2470

10k

TIP127

D

6

5

4

1

2470

10k

1N

40

02

1N

40

02

1N

40

02

1N

40

02

Mik

ro

ko

ntr

ole

r

Mo

tor S

tep

pe

r

hasil pembacaan PHP ini kemudian akan

ditampilkan ke halaman web.

Data yang tersimpan pada database

server dapat dilihat oleh user melalui

halaman browser, dan data tersebut bersifat

realtime.Selain dalam bentuk data, data

tersebut juga ditampilkan dalam bentuk

grafik realtime.Pada live video realtime,

user selain dapat melihat video tersebut

secara realtime, juga dapat melihat hasil

perekaman video pada menu galeri video,

hal ini berfungsi untuk dokumentasi

apabila sewaktu-waktu ada problem, user

tetap dapat memiliki dokumentasi berupa

rekaman file video dengan format .avi.

Alur selengkapnya untuk diagram

pengiriman data seperti yang tertera pada

gambar 10

Gambar 9Flowchart Perangkat Lunak Sistem.

Gambar 10 Flowchart Data.

IV. Hasil dan Pembahasan

4.1 Kalibrasi Sensor Suhu

Proses kalibrasi sensor suhu

LM35DZ dilakukan dengan

membandingkan data keluaran sensor yang

terbaca dalam nilai mVolt pada web

dengan data temperatur dari Thermometer

alkohol.

Pengambilan data dilakukan

sebanyak 1 kali untuk setiap data kenaikan

suhu setiap 1°C. Data yang diambil mulai

dari temperatur Thermometer alkohol

menunjukkan angka 30°C sampai 54°C.

Cara pengambilan data kalibrasi dilakukan

dengan mencelupkan thermometer alkohol

dan sensor ke dalam bejana air, dan

kemudian dipanaskan sampai suhu

thermometer alkohol menunjukkan angka

54°C. Dari kalibrasi yang telah dilakukan,

diperoleh hasil kalibrasi sensor ketika

kenaikan suhu seperti pada Tabel 1

Tabel 1 Data Kalibrasi Kenaikan Sensor Suhu

LM35DZ Thermometer

Alkohol

(Celcius)

Pengujian

1 Sensor

Suhu

LM35DZ

(mV)

Pengujian

2 Sensor

Suhu

LM35DZ

(mV)

Pengujian 3

Sensor

Suhu

LM35DZ

(mV)

Tegangan

Rata-rata

Sensor Suhu

LM35DZ

(mV)

30 290.764 290.7058 290.8803 290.7834

31 298.869 298.8092 298.9885 298.8889

32 307.495 307.4335 307.618 307.5155

33 317.586 317.5225 317.713 317.6072

34 326.375 326.3097 326.5056 326.3968

35 337.606 337.5385 337.741 337.6285

36 346.68 346.6107 346.8187 346.7031

37 354.126 354.0552 354.2677 354.1496

38 369.629 369.5551 369.7769 369.6536

39 378.988 378.9122 379.1396 379.0133

40 384.725 384.6481 384.8789 384.7506

41 395.589 395.5099 395.7472 395.6154

42 405.273 405.1919 405.4351 405.3

43 418.66 418.5763 418.8275 418.6879

44 429.687 429.6011 429.8589 429.7156

45 433.024 432.9374 433.1972 433.0529

46 448.12 448.0304 448.2992 448.1499

47 456.177 456.0858 456.3595 456.2074

48 470.744 470.6499 470.9323 470.7754

49 479.248 479.1522 479.4397 479.2799

50 485.189 485.092 485.3831 485.2213

51 497.436 497.3365 497.635 497.4692

52 502.93 502.8294 503.1312 502.9635

53 519.613 519.5091 519.8208 519.6476

54 527.791 527.6854 528.0021 527.8262

Dari nilai rata-rata pada Tabel 1 dapat

diketahui hasil kalibrasi sensor dalam

bentuk tegangan sangat mendekati nilai

tegangan output sensor yang tertulis pada

datasheet, yaitu setiap kenaikan suhu 1°C

maka tegangan output sensor juga naik

sebesar 10mV.

Jumlah data yang diambil sebanyak

25 data untuk kenaikan suhu.Data

temperatur ini adalah data kenaikan dan

penurunan temperatur.Pengambilan data

temperatur untuk kalibrasi hanya sampai

temperatur 54°C. Hal ini dilakukan karena

dalam tugas akhir ini sensor disimulasikan

berada dalam ruangan, yang mana untuk

warning sistem jika temperatur sebesar

40°C saja sudah bisa diperkirakan bahwa

ada sesuatu yang terbakar. Maka dari itu

pengambilan data kalibrasi hanya sampai

54°C.

Untuk mempermudah analisa

sensor, maka dibuat grafik kalibrasi

dengan bantuan software Microsoft Excel

2010.Software ini cukup handal digunakan

untuk membuat grafik dan

analisanya.Grafiknya adalah seperti pada

Gambar 11.

Gambar 9Grafik Kalibrasi Sensor suhu LM35DZ

Dari grafik pada Gambar 4.1 bisa

diketahui kepresisian sensor suhu

LM35DZ mendekati temperatur

thermometer alkohol.Untuk legenda biru

menunjukkan nilai rata-rata untuk

kenaikan suhu.

Keseksamaan sensor sebesar 99,9%

terhadap thermometer alkohol. Dari hasil

kalibrasi ini sudah cukup membuktikan

bahwa sensor suhu LM35DZ mempunyai

nilai temperatur yang presisi.

4.2 Kalibrasi Sensor LDR

Proses kalibrasi sensor LDR

dilakukan dengan meletakkan sensor LDR

dan Luxmeter berdekatan, kemudian diberi

cahaya lampu, variasi yang digunakan

adalah variasi jarak antara lampu dengan

LDR dan Luxmeter, gambar lebih jelasnya

dapat dilihat pada lampiran, kemudian

dibandingkan data keluaran sensor yang

terbaca pada web dengan data intensitas

penerangan dari Luxmeter dan Luxmeter

disetting untuk sumber cahaya fluorescent,

hal ini dikarenakan dalam proses kalibrasi

Kenaikan

y = 9.686x + 4.522

R² = 0.997

0

100

200

300

400

500

600

700

0 10 20 30 40 50 60 70T

egan

gan

LM

35 (

mV

)

Suhu Termometer Alkohol ( C)

Kenaikan Linear (Kenaikan)

ini lampu yang digunakan adalah lampu

neon. Dari kalibrasi yang telah dilakukan,

diperoleh hasil kalibrasi sensor dalam

bentuk tegangan dan hambatan seperti

pada Tabel 2 berikut

Tabel 2 Data Kalibrasi sensor LDR

Luxmeter

(Lux)

Pengujian

1 Sensor

LDR

(mV)

Pengujian

2 Sensor

LDR

(mV)

Pengujian

3 Sensor

LDR

(mV)

Rata-rata

Tegangan

Sensor

LDR

(mV)

0 0 0 0 0

50 102.743 102.8355 102.5375 102.7053

60 144.45 144.58 144.1611 144.397

70 182.739 182.9035 182.3735 182.672

80 234.334 234.5449 233.8653 234.2481

90 273.437 273.6831 272.8901 273.3367

100 295.41 295.6759 294.8192 295.3017

110 346.639 346.951 345.9457 346.5119

120 356.405 356.7258 356.0486 356.3931

130 386.393 386.7408 386.0066 386.3801

140 429.81 430.1968 429.3802 429.7957

150 470.825 471.2487 470.3542 470.8093

160 510.905 511.4159 510.3941 510.905

170 546.875 547.4219 546.3281 546.875

180 618.408 619.0264 617.7896 618.408

190 619.588 620.2076 618.9684 619.588

200 651.326 651.9773 650.6747 651.326

210 668.131 668.7991 667.4629 668.131

220 683.268 683.9513 682.5847 683.268

230 706.706 707.4127 705.9993 706.706

240 747.03 747.777 746.283 747.03

250 778.971 779.75 778.192 778.971

260 815.43 816.2454 813.7991 815.1582

270 848.429 849.1926 846.7321 848.1179

280 874.715 875.5022 872.9656 874.3943

290 901.489 902.3003 899.686 901.1585

300 908.284 909.1015 906.4674 907.951

310 917.399 918.2247 915.5642 917.0626

320 933.35 934.19 931.4833 933.0078

350 952.596 953.4533 950.6908 952.2467

400 1148.071 1149.104 1145.775 1147.65

450 1272.42 1273.692 1271.275 1272.462

500 1410.075 1411.485 1408.806 1410.122

Dari tabel diatas dapat diperoleh

nilai tegangan output rangkaian sensor

LDR yang terbaca oleh ADC

mikrokontroler. Dengan menggunakan

prinsip pembagi tegangan dan hukum

kirchhoff dapat diperoleh hubungan antara

resistansi LDR dan tegangan output sensor

sebagai berikut:

(4.1)

Nilai Vout diperoleh dari nilai

tegangan rata-rata dari sensor yang tertera

pada tabel 1, sedangkan nilai Vcc

merupakan tegangan Vcc dari sensor yang

besarnya 5 Volt DC. Dari persamaan

4.1diatas diperoleh nilai resistansi seperti

pada tabel 3

Jumlah data yang diambil sebanyak

26 data intensitas penerangan.Data tersebut

merupakan data kenaikan dan penurunan

intensitas penerangan. Pengambilan data

untuk kalibrasi hanya sampai 1684 Lux.

Hal ini dilakukan karena dalam tugas akhir

ini sensor disimulasikan berada dalam

ruangan, yang mana intensitas penerangan

terbesar yang mungkin didapat hanya

terjadi ketika sensor berada pada jarak

kurang dari 5cm dari lampu, selain itu

range pencahayaan yang cocok untuk

aktivitas pada ruangan berada pada range

tersebut .

Selanjutnya untuk mempermudah

analisa sensor, maka dibuat grafik kalibrasi

dengan bantuan software Microsoft Excel

2007.Grafiknya adalah seperti pada

Gambar 10.

Tabel 3 Nilai resistansi sensor LDR

Gambar 10 Grafik Kalibrasi Sensor LDR

Dari grafik pada Gambar 10 bisa

diketahui kepresisian sensor LDR dengan

nilai luxmeter, pada table 3 diatas secara

keseluruhan nilai resistansi pada LDR berbanding terbalik dengan nilai intensitas

penerangan pada Luxmeter. Legenda biru

menunjukkan nilai tegangan sedangkan

legenda merah menunjukkan nilai

resistansi, dari data pada grafik dan table

diatas diperoleh kesimpulan semakin besar

nilai luxmeter maka nilai resistansi

menjadi semakin rendah. Berdasarkan

grafik diatas diperoleh nilai persamaan

Dari hasil kalibrasi ini sudah cukup

membuktikan bahwa sensor LDR

mempunyai nilai Lux yang hampir presisi.

4.3 Pengujian Sistem

Pada tugas akhir ini secara

keselurahan dilakukan dengan

menggabungkan cara kerja pada perangkat

keras dan perangkat lunak. Pengujian ini

dilakukan ketika miniplan diberi perlakuan

tertentu, seperti panas, atau diberi kondisi

gelap, ataupun diberi gerakan pada tempat

disekitar kamera, karena segala perlakuan

yang diberikan pada plant akan dikirim ke

server, dan server mengirim ke web

browser, sehingga user dapat melakukan

pengendalian pada setiap reaksi tersebut.

Selain itu, data dari sensor LM35DZ dan

LDR akan ditampilkan dalam bentuk

grafik realtime. Dan data-data tersebut juga

disimpan ke database, sehingga user dapat

melihat data-data tersebut sewaktu-waktu.

4.4 Pembahasan

Sistem terpadu pada tugas akhir ini

memanfaatkan jaringan internet untuk

pengendalian, pengamatan data sensor

suhu LM35DZ dan LDR serta monitoring

secara live streaming.Secara keseluruhan

sistem ini terdiri dari perangkat keras dan

perangkat lunak. Perangkat keras terdiri

dari miniplan rumah, sensor LM35DZ,

sensor LDR, sensor pir, catudaya, webcam,

mikrokontroler atmega 16, atmega 8,

driver motor stepper dan motor stepper tipe

unipolar. Perangkat keras pada sensor

LM35DZ dan LDR berfungsi untuk

mendeteksi perubahan suhu dan tingkat

penerangan pada sistem, sedangkan

perangkat keras pada pir berfungsi untuk

mendeteksi adanya gerakan pada sistem

y = 1E+06x-1.19

R² = 0.990

02000400060008000

10000120001400016000

0 250 500 750 1000 1250 1500 1750

Res

ista

nsi

LD

R (

kΩ)

Iluminasi (Lux)Resistansi Power (Resistansi)

Iluminasi

(lux)

Resistansi

LDR (kΩ)

Iluminasi

(lux)

Resistansi

LDR (kΩ)

0 Tak Hingga 220 2084.52

50 14992.66 230 2008.75

60 10606.09 240 1889.53

70 8341.90 250 1803.85

80 6461.17 260 1714.25

90 5508.59 270 1639.80

100 5083.98 280 1584.51

110 4303.07 290 1531.51

120 4179.68 300 1518.56

130 3839.77 310 1501.48

140 3431.70 320 1472.40

150 3115.33 350 1438.62

160 2855.24 400 1159.62

170 2654.29 450 1026.75

180 2324.12 500 906.99

190 2319.32

200 2196.56

210 2136.28

khusunya pada pintu gerbang. Untuk

pengolahan data sensor LM35DZ, LDR

dan pir menggunakan mikrokontroler

atmega16 dan diprogram menggunakan

bahasa untuk AVR, sedangkan motor

stepper disini berfungsi sebagai penggerak

atau actuator sistem, adapun lebih khusus

yang digerakkan dalam sistem adalah pintu

dan kamera untuk monitoring. Motor

stepper unipolar digerakkan oleh rangkaian

eksternal yaitu melalui driver motor

stepper yang berfungsi sebagai penguat

arus dan pengatur sinyal fase yang

diberikan pada motor stepper, untuk

pergerakan motor stepper diatur oleh

mikrokontroler atmega8, sedangkan catu

daya berfungsi sebagai sumber tegangan

pada mikrokontroler atmega16, atmega8,

dan driver motor stepper. Perangkat lunak

pada sistem berfungsi untuk proses data

yang dideteksi oleh perangkat keras

sehingga dapat ditampilkan pada display

LCD dan web browser. Bahsa yang

digunakan pada mikrokontroler ATmega 8

dan ATmega 16 adalah bahasa C

sedangkan untuk halaman webnya

menggunakan pemrograman PHP.

Sensor yang digunakan dalam

tugas akhir ini menggunakan sensor suhu

LM35DZ dan LDR yang memiliki

karakteristik elektronika tegangan keluaran

atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0

Volt sampai dengan 1 Volt DC dengan

tegangan operasi sensor LM35DZ yang

dapat digunakan antara 4 Volt sampai 30

Volt DC. Pada datasheet juga dituliskan

bahwa akurasi tegangan keluaran untuk

setiap kenaikan suhu 1°C adalah 10 ± 0.2

mV. Pada tugas akhir ini, tegangan kerja

sensor yang digunakan adalah 5 V agar

tegangan output sensor sinkron dengan Vcc

alat.

Proses karakterisasi dari sensor LM35DZ ini menggunakan Thermometer

alkohol sebagai alat kalibrator temperatur

dengan pengambilan data dilakukan

sebanyak 1 kali untuk setiap kenaikan dan

penurunan 1°C dan data yang diambil

mulai dari range temperatur 30°C sampai

54°C. Kalibrasi yang dilakukan

menghasilkan data tegangan output sensor.

Proses kalibrasi ini bertujuan untuk

membandingkan keseksamaan data yang

terbaca oleh sensor LM35DZ dengan alat

ukur besaran fisis temperatur yang standar

yaitu dengan menggunakan Thermometer

alkohol sebagai alat kalibrator temperatur.

Untuk data kalibrasi lebih lengkapnya

dapat dilihat dalam Tabel 1 serta Gambar

9. Cara pengambilan data kalibrasi

dilakukan dengan mencelupkan

thermometer raksa dan sensor LM35DZ ke

dalam bejana yang diberi pemanas air

listrik, kemudian setiap kenaikan suhu 1˚C

dicatat kenaikan tegangannya.

Sedangkan untuk karakterisasi

sensor LDR ini menggunakan alat untuk

mengkur tingkat pencahayaan ruangan

yaitu Lux Meter, sedangkan variasi yang

digunakan adalah variasi tegangan yang

dihasilkan oleh LDR, setiap mengalami

perubahan tegangan pada LDR, nilai Lux

pada Luxmeter dicatat perubahannya.

Pengukuran dilakukan di sebuah ruang

yang telah dikondisikan gelap, dan hanya

ada sebuah sumber cahaya dari lampu saja,

untuk data kalibrasi dapat dilihat pada

tabel 2, tabel 3 dan gambar 10.

Pengambilan data pada web

dilakukan saat sistem mulai dinyalakan

dan menerima data data dari sensor LDR

dan LM35DZ, data tersebut akan

dikirimkan ke database server sehingga

dapat ditampilkan pada web sesuai dengan

permintaan user (dalam hal ini sebagai

client). Pada halaman web ditampilkan

data secara realtime, dan pengambilan data

dilakukan setiap 3 detik, kemudian data

tersebut juga ditampilkan dalam bentuk

grafik realtime, untuk LM35DZ grafik

yang dibandingkan yaitu antara waktu

pengabilan dengan nilai suhu, sedangkan

untuk LDR yang dibandingkan yaitu antara tingkat penerangan cahaya dengan waktu

pengambilan data.

Uji coba sistem menggunakan

jaringan local server dan kabel LAN

(UTP). Pada masing-masing uji coba

tersebut, delay yang diterima kurang dari 1

detik untuk kontroling data maupun waktu

pembacaan data. Sedangkan ujicoba untuk

live streaming video delay yang diperoleh

adalah ± 1 detik, hal ini kemungkinan

diakibatkan oleh besarnya data yang

ditransfer dari kamera ke web browser.

Delay ini dapat diantisipasi dengan hasil

perekaman video, sehingga apabila terjadi

sesuatu, user tetap memiliki data recording

video tersebut. Alur komunikasi data serial

terpusat pada sebuah komputer yang

difungsikan sebagai sever. Perangkat keras

sistem (yang terdiri dari minimum sistem

Atmega 16 dan Atmega 8)terhubung

dengan komputer menggunakan bantuan

USB to serial converter.

Tugas akhir ini menggunakan

simulasi ruangan berupa miniplan berupa

kotak dengan tutup diatasnya berukuran

panjang x lebar x tinggi berturut-turut

adalah 37 cm x 30 cm x 22 cm. Lampu

neon kecil diletakkan di atas tutup kotak

untuk simulasi peralatan listrik yang akan

dikontrol. Kipas diletakkan disamping

kotak untuk simulasi aktuator apabila

terjadi kebakaran. Sedangkan sensor

berada disisi berhadapan dengan kipas.

Dibawah sensor diletakkan lampu bohlam

15 watt yang berfungsi sebagai simulasi

kenaikan panas dalam ruangan yang

mengindikasikan adanya bahaya berupa

kebakaran. Lampu bohlam ini dikontrol

manual untuk menaikkan temperatur

sensor. Jika temperatur atau tingkat

penerangan sama dengan set point maka

sistem akan mengirimkan data, kemudian

user dapat menyalakan kipas atau

menyalakan lampu. Kipas & lampu akan

mati sampai user melakukan pengendalian

langsung, sedangkan untuk sensor PIR,

user dapat mengamati melalui webcam

apabila ada objek hendak masuk kedalam

rumah, karena PIR disini digunakan

sebagai sensor pendeteksi gerakan, apabila ada gerakan, maka webcam otomatis

webcam akan menyorot ke pusat gerakan

tersebut sehingga user dapat mengetahui

kondisi tersebut.

V. Penutup

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah

dilakukan dapat disimpulkan bahwa:

1. Sistem yang dibuat bekerja dengan baik

dan bisa mengendalikan serta

monitoring miniplant dari jarak jauh

2. Pengiriman data serial melalui web

browser dapat berjalan dengan baik,

dengan ditampilkannya data dan grafik

secara realtime.

3. Sensor LM35DZ dan sensor LDR dapat

digunakan sebagai sensor suhu dan

sensor cahaya dengan sangat baik.

4. Sensor LM35DZ merupakan sensor

yang bersifat linier.

5. Sensor PIR dapat dimanfaatkan sebagai

sensor pendeteksi gerakan dengan baik

6. Pemanfaatan motor stepper sebagai

aktuator pintu bekerja dengan baik

7. Monitoring secara Live Streaming dapat

bekerja dengan sangat baik.

8. Pengintegrasian kamera dengan sensor

PIR dapat bekerja dengan baik dengan

otomatisasi kamera mengarah ke

sumber gerakan ketika ada gerakan.

5.1 Saran

Untuk penelitian selanjutnya

disarankan dibuat dalam sebuah sistem

embedded server, atau dibuat suatu mobile

web, agar lebih memudahkan user dalam

mengendalikan sistemnya.

DAFTAR PUSTAKA

Andrianto, Heri, ”Pemrograman

mikrokontroler AVR Atmega16”.

Informatika: Bandung, 2008

Budiharto, Widodo. 2008. ”Mikrokontroler

AVR Atmega16”. Jakarta : Elek Media

Komputindo dan Gramedia.

Iswanto, 2008. ”Antaarmuka Port Paralel dan

Port Serial”. Yogyakarta: Gaya Media

Ogata, Katsuhiko. 1997. “Teknik Kontrol

Automatik jilid 1 edisi

kedua”.Jakarta : Penerbit Erlangga

Renati, Rosari. 2008. “PHP & MySQL untuk

pemula”. Yogyakarta: Penerbit Andi

Syaryadhi, Mohd. Agus Adria, dan

Syukurullah. ”Sistem kendali keran

wudhuk menggunakan sensor pir

Berbasis mikrokontroler

AT89c2051”.Laboratorium

Elektronika Teknik Elektro

Universitas Syiah Kuala

Ogata,Katsuhiko Modern Control Engineering,

New Jersey : Prentice Hall, 1997.

Tooley, Mike.2002.”Rangkaian

Elektronik,Prinsip dan

Aplikasinya”.Jakarta: Penerbit

Erlangga.

……….LM35DZ Datasheet

http://www.national.com/ds/LM/LM35.p

df

……….ATMega16 Datasheet

http://www.atmel.com/dyn/resources/pro

d_documents/doc2466.pdf

……….Tutorial PHP & MySQL

http://blog.rosihanari.net/

……….Tutorial Chart & PHP

http://localhost80.wordpress.com/