Embed Size (px)
Citation preview
RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI GEMPA
MENGGUNAKAN VIBRATION SENSOR DAN
ACCELEROMETER BERBASIS ARDUINO UNO
LAPORAN TUGAS AKHIR
Digunakan Sebagai Syarat Untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya
Politeknik Negeri Medan
Oleh:
KHAIRUL HAWANI RAMBE NIM. 1605112041
PROGRAM STUDI TEKNIK KOMPUTER
JURUSAN TEKNIK KOMPUTER DAN INFORMATIKA
POLITEKNIK NEGERI MEDAN
2019
ii
ABSTRAK
Indonesia adalah negara yang rawan terjadi gempa dan diperlukan langkah strategis
untuk mengurangi atau memperkecil dampak kerugian atau kerusakan yang dapat
ditimbulkan oleh bencana. Laporan tugas akhir ini membahas hasil rancang bangun
alat pendeteksi gempa menggunakan vibration sensor dan accelerometer berbasis
arduino uno. Jika terjadi gempa maka data dari vibration sensor dan accelerometer
dikirim ke arduino. Selanjutnya arduino akan memberikan mengirimkan informasi
ke layar LCD, mengirimkan SMS dan melakukan missed call ke nomor handphone
tertentu serta memberikan buzzer sebagai alarm. Kelebihan alat ini adalah mampu
mendeteksi gempa ketika terdeteksi getaran dan mempermudah pemberitahuan
terjadinya gempa. Namun demikian sistem ini harus terhubung dengan arus listrik
karena ketika tidak ada arus listrik maka alat ini tidak berfungsi.
Kata Kunci: Gempa, Arduino Uno, Vibration Sensor, Accelerometer, LCD, Buzzer,
SMS, Missed Call.
iii
ABSTRACT
Indonesia is a country that is prone to earthquake and required strategic measures
to reduce or minimize the impact of harm or damage that can be inflicted by
disasters. This final task report discusses the results of designing an earthquake
detection tool using a vibration sensor and an Arduino-based accelerometer. If
there is an earthquake then data from the vibration sensor and accelerometer sent
to the Arduino. Next, Arduino will give send information to the LCD screen, send
SMS and do missed call to certain mobile phone number as well as give buzzer as
alarm. The advantage of this tool is being able to detect earthquakes when detected
vibration and facilitate the notification of earthquake occurrence. Nevertheless, this
system should be connected with electric current because when there is no electric
current then this tool does not work.
Keywords: Earthquakes, Arduino Uno, Vibration Sensor, Accelerometer, LCD,
Buzzer, SMS, Missed Call.
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah AWT atas segala rahmat dan
hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan akhir dengan judul “RANCANG
BANGUN ALAT PENDETEKSI GEMPA MENGGUNAKAN VIBRATION
SENSOR DAN ACCELEROMETER BERBASIS ARDUINO UNO”. Laporan akhir
ini penulis susun sebagai persyaratan untuk menyelesaikan studi program Diploma
III Program Studi Teknik Komputer, Jurusan Teknik Komputer dan Informatika,
Politeknik Negeri Medan.
Kami menyadari tanpa adanya dukungan dan kerja sama dari berbagai pihak,
kegiatan laporan akhir ini tidak akan dapat berjalan baik. Untuk itu, kami ingin
menyampaikan rasa terima kasih kepada:
1) Tuhan Yang Maha Esa yang selalu memberikan kekuatan dan kesehatan
untuk dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2) Bapak M.Syahruddin, S.T., M.T. selaku Direktur Politeknik Negeri Medan.
3) Bapak Ferry Fachrizal, S.T., M.Kom. selaku Ketua Jurusan Teknik
Komputer dan Informatika Politeknik Negeri Medan.
4) Bapak Zakaria Sembiring, S.T., M.Sc. selaku Ketua Program Studi Teknik
Komputer Jurusan Teknik Komputer dan Informatika Politeknik Negeri
Medan.
5) Bapak Achmad Yani, S.T., M.Kom. selaku dosen pembimbing yang selalu
menyediakan waktu untuk memberi arahan dan ilmunya sehingga penulis
dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.
6) Bapak Handry Sunjaya, S.Si., M.Cs. selaku Dosen Wali CE-6B yang selalu
memberikan arahan dan motivasi sehingga penulis dapat menyelesaikan
Laporan Tugas Akhir ini.
v
7) Seluruh Staf Pengajar dan Administrasi Jurusan Teknik Komputer dan
Informatika Politeknik Negeri Medan.
8) Kedua orangtua yang penulis cintai, yang selama ini selalu memberikan
kepercayaan dan dukungan secara moril maupun materiil kepada penulis
untuk menyelesaikan Program Pendidikan Diploma 3.
9) Seluruh kerabat yang selalu mendukung dan memberikan semangat dalam
penyelesaian Tugas Akhir ini.
10) Seluruh rekan-rekan mahasiswa tingkat akhir Prodi Teknik Komputer,
khususnya teman-teman CE-6B angkatan 2016, serta semua pihak yang
turut memberikan dukungan yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan akhir ini, masih banyak
terdapat kekurangan dan kelemahan yang dimiliki penulis, baik sistematika
penulisan maupun penggunaan bahasa. Untuk itu, penulis mengharapkan saran dan
kritik dari berbagai pihak yang bersifat membangun demi penyempurnaan laporan
ini. Semoga laporan ini berguna bagi pembaca secara umum dan penulis secara
khusus. Akhir kata, penulis ucapkan terima kasih.
Medan, 29 Agustus 2019
Hormat Penulis,
Khairul Hawani Rambe
NIM : 1605112041
vi
DAFTAR ISI
PERNYATAAN ........................................................ Error! Bookmark not defined.
ABSTRAK ............................................................................................................ iii
ABSTRACT ......................................................................................................... iiiv
KATA PENGANTAR .......................................................................................... iv
DAFTAR ISI ........................................................................................................ vii
BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................1
1.1 Latar Belakang.......................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................................... 2
1.3 Tujuan dan Manfaat .................................................................................. 2
1.3.1 Tujuan ..................................................................................................... 2
1.3.2 Manfaat ................................................................................................... 2
1.4 Batasan Masalah ....................................................................................... 3
1.5 Sistematika Penulisan ............................................................................... 3
BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................5
2.1 Mikrokontroler ......................................................................................... 5
2.2 Arduino Uno ............................................................................................ 6
2.2.1 Pengenalan Arduino ............................................................................... 7
Gambar 2.2 Skema pin ATmega328 ....................................................................8
2.2.2 Hardware ............................................................................................... 8
2.2.3 Software Arduino ................................................................................... 8
2.4 Short Messages Service Gateway .......................................................... 12
2.4.1 Global System for Mobile Communication (GSM) ............................. 12
2.4.2 Topologi Global System for Mobile Communication (GSM) ............... 14
2.5 Vibration Sensor ..................................................................................... 15
2.6 Accelerometer ......................................................................................... 17
2.7 Liquid Crystal Display (LCD) ................................................................ 18
2.8 Deskripsi Pin LCD ................................................................................. 19
2.9 Inter Integreated Circuit (I2C) ................................................................ 20
BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN ....................................................22
vii
3.1 Analisis ................................................................................................... 22
3.2 Identifikasi Sistem .................................................................................. 22
3.3 Batasan Sistem........................................................................................ 22
3.4 Kebutuhan Analisis Sistem..................................................................... 22
3.5 Diagram Blok Sistem ............................................................................. 24
3.6 Perancangan Perangkat Keras ................................................................ 26
3.6.1 Rangkaian Arduino Uno R3 ............................................................ 28
3.6.2 Rangkaian Vibration Sensor ........................................................... 29
3.6.3 Rangkaian Accelorometer ............................................................... 30
3.6.4 Rangkaian I2C ................................................................................. 31
3.6.5 Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) ...................................... 32
3.6.6 Rangkaian Buzzer ............................................................................ 33
3.6.7 Rangkaian Buck Converter ............................................................. 34
3.6.8 Rangkaian SIM 800L ...................................................................... 35
3.7 Perancangan Perangkat Lunak ............................................................. 35
3.7.1 Flowchart .............................................................................................. 35
BAB IV IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN ...............................................37
4.1 Umum .................................................................................................... 37
4.2 Spesifikasi Sistem .................................................................................. 37
4.3 Gambar Sistem ...................................................................................... 38
4.4 Cara Kerja Sistem .................................................................................. 40
1.5 Langkah Penggunaan Sistem ................................................................. 41
4.6 Pengujian Alat ....................................................................................... 41
4.6.1 Pengujian Input ..................................................................................... 41
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...............................................................49
5.1 Kesimpulan ............................................................................................ 49
5.2 Saran ...................................................................................................... 49
DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................50
DAFTAR GAMBAR
Halaman
viii
Gambar 2.1 Bentuk Fisik Arduino Uno ................................................................ 7
Gambar 2.2 Datasheet Pin Arduino Uno............................................................... 8
Gambar 2.3 Tampilan software arduino................................................................ 9
Gambar 2.4 Tampilan skema kerja modul GSM SIM800L ................................ 14
Gambar 5.5 Bentuk fisik modul GSM SIM800L ................................................ 15
Gambar 2.6 Bentuk fisik LCD ............................................................................ 19
Gambar 2.7 Tampilan Pada I2C ........................................................................ 217
Gambar 2.8 Bentuk fisik Accelerometer ........................................................... 218
Gambar 2.9 Bentuk fisik LCD .......................................................................... 219
Gambar 2.10 Tampilan Pada I2C ....................................................................... 221
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem ...................................................................... 25
Gambar 3.2 Rangkaian Keseluruhan Sistem ....................................................... 27
Gambar 3.3 Rangkaian Vibration Sensor............................................................ 29
Gambar 3.4 Rangkaian Accelerometer ............................................................... 30
Gambar 3.5 Rangkaian Inter-Integrated Circuit.................................................. 31
Gambar 3.6 Rangkaian Liquid Crystal Display .................................................. 32
Gambar 3.7 Rangkaian Buzzer ........................................................................... 33
Gambar 3.8 Rangkaian Buck Converter ............................................................. 34
Gambar 3.9 Rangkaian Sim800L ........................................................................ 35
Gambar 3.10 Flowchart Sistem ............................................................................. 36
Gambar 4.1 Keseluruhan alat pendeteksi gempa ................................................ 38
Gambar 4.2 Tampak dalam alat pendeteksi gempa ............................................ 38
Gambar 4.3 Tampak depan alat dengan menggunakan sensor ........................... 39
Gambar 4.4 Tampilan alat ketika belum terjadi getaran (gempa) ....................... 39
Gambar 4.5 Tampilan Ketika sudah terjadi getaran(gempa) .............................. 40
Gambar 4.6 Tampilan pada LCD ketika terjadi gempa ...................................... 40
Gambar 4.7 Layar listing program pada Accelerometer ..................................... 42
Gambar 4.8 Tampilan hasil listing program dari Accelerometer ........................ 44
Gambar 4.9 Tampilan listing program dari Vibration Sensor............................. 45
Gambar 4.10 Tampilan hasil listing program dari Vibration Sensor .................... 46
Gambar 4.11 Layar Tampilan pada Buzzer .......................................................... 47
ix
Gambar 4.12 Layar Tampilan pada LCD .............................................................. 47
Gambar 4.13 Layar Tampilan pada LCD .............................................................. 48
Gambar 4.14 Layar Tampilan pada Perintah Missed call ..................................... 47
Gambar 4.15 Layar Tampilan pada Android......................................................... 47
Gambar 4.16 Layar Tampilan pada Perintah Mengirim SMS .............................. 48
Gambar 4.17 Layar Tampilan Output dari Mengirim SMS pada Android ........... 47
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 3.1 Komponen perangkat keras .................................................................. 23
Tabel 3.2 Komponen pembuatan perangkat keras ................................................ 24
Tabel 3.3 Perangkat Lunak Yang Digunakan ....................................................... 24
Tabel 3.4 Penggunaan Pin Arduino Uno R3 ......................................................... 28
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia merupakan negara kepulauan yang terletak pada pertemuan tiga
lempeng sabuk pegunungan aktif yaitu lempeng Pasifik, lempeng Mediterania, dan
lempeng Indo-Australia. Hal ini mengakibatkan Indonesia adalah negara yang
rawan akan terjadi gempa. (Priyadi I, 2014)
Gempa bumi merupakan salah satu fenomena alam yang dapat disebabkan
oleh buatan/akibat kegiatan manusia maupun akibat peristiwa alam. (Pujianto,
2017) Bencana merupakan suatu kejadian alam yang tidak dapat diprediksi waktu
terjadinya. Begitu pula dengan bencana gempa bumi tidak dapat dihindari, namun
dampaknya dapat dikurangi melalui upaya mitigasi bencana. Kawasan pemukiman
yang berdekatan dengan sumber terjadinya gempa bumi merupakan kawasan yang
sangat rawan, oleh karena itu perlu dilakukan upaya langkah-langkah strategis
untuk mengurangi atau memperkecil dampak kerugian atau kerusakan yang dapat
ditimbulkan oleh bencana. (Trituma, 2007)
Beberapa sistem teknologi pendeteksi gempa yang ada di Indonesia masih
mengandalkan tenaga manusia sebagai operator sehingga masih ditemukan
berbagai kendala dalam pengumpulan data dari gempa yang terjadi tersebut.
Sehingga hal ini sangat penting untuk dikembangkan, karena kami akan mengatur
kecepatan pengiriman informasi dari sistem pendeteksi gempa yang akan kami
rancang, mengingat bencana gempa bumi sering terjadi di Indonesia dan terjadi
dalam waktu yang sangat cepat. Maka dengan adanya Tugas Akhir kami ini,
diharapkan agar masyarakat disekitar wilayah bencana dapat lebih waspada
mengenai akan datangnya gempa.
Dalam sistem pemantauan gempa bumi kami menggunakan sensor yang
mempunyai respon yang cepat serta memiliki kemudahan dalam proses instalasi.
Sensor getar ini memiliki beberapa keunggulan, yaitu sangat mudah dalam
merasakan sesuatu yang bersifat getar. Sehingga proses instalasi sensor mudah, dan
dapat diaplikasikan pada suatu tempat yang rawan akan gempa bumi. Dalam
kesempatan penyusunan tugas akhir, penulis mengangkat Tugas Akhir dengan
2
judul “Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gempa Menggunakan Vibration Sensor
Dan Accelerometer Berbasis Arduino Uno”.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang sudah ditemukan maka rumusan
masalah yang diberikan dalam tugas akhir ini adalah.
1) Cara merancang sebuah alat pendeteksi gempa menggunakan vibration sensor
dan accelerometer berbasis arduino uno dengan menghasilkan informasi berupa
tampilan di LCD, missed call, SMS, dan buzzer
2) Cara implementasi alat pendeteksi gempa ketika terdeteksi getaran dan
mempermudah pemberitahuan terjadinya gempa
1.3 Tujuan dan Manfaat
Adapun tujuan dan manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah:
1.3.1 Tujuan
Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini adalah:
1) Untuk merancang dan membuat sebuah alat pendeteksi gempa vibration sensor
dan accelerometer. berbasis arduino uno dengan menghasilkan informasi berupa
tampilan di LCD, missed call, SMS, dan buzzer.
1.3.2 Manfaat
Manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah:
1) Agar mengetahui fungsi dari setiap komponen yang terdapat pada alat
pendeteksi gempa tersebut, dan memberitahukan cara untuk mengaplikasikan
alat tersebut apabila terjadi gempa .
2) Memberikan pemahaman kepada user agar lebih waspada terhadap gempa yang
akan terjadi kapan dan dimana user berada.
3) Sistem sensor gempa bumi diharapkan dapat menciptakan sistem sensor gempa
bumi yang baik, murah, akurat dan mudah di implementasikan.
3
4) Dengan adanya alat ini, diharapkan agar meminimilasikan korban jiwa gempa
bumi.
1.4 Batasan Masalah
Dalam perancangan dan pembuatan tugas akhir ini diberikan batasan-batasan
masalah sebagai berikut:
1) Alat ini menggunakan Arduino UNO
2) Untuk menjalankan alat ini harus terhubung dengan arus listrik
3) Sensor pendeteksi gempa yang digunakan adalah vibration sensor dan
accelerometer
4) Output dari alat ini adalah berupa informasi terjadi gempa dan nilai pergerakan
tanah yang ditampilkan di handphone, digital LCD dan buzzer sebagai alarm.
5) Menggunakan SIM Card GSM untuk mengirim SMS dan missed call.
1.5 Sistematika Penulisan
Berikut merupakan sistem penulisan yang digunakan dalam penyusunan
laporan tugas akhir:
1) BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi penjelasan mengenai latar belakang pemilihan judul,
perumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat tugas akhir, kontribusi
tugas akhir, metodologi dan sistematika penulisan.
2) BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini berisi landasan teori yang menjadi referensi utama dalam penulisan
tugas akhir. Teori yang dibahas berhubungan dengan sistem yang akan dibuat dan
juga yang digunakan untuk kepentingan analisis dan perancangan sistem.
3) BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN
4
Bab ini membahas tentang analisis dan perancangan rangkaian, blok diagram,
dan cara kerja rangkaian yang dapat menghasilkan rancang bangun alat Pendeteksi
Gempa otomatis berbasis Arduino Uno.
4) BAB IV IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
Bab ini membahas hasil dari implementasi dan pengujian dari Rancang
Bangun Alat Pendeteksi Gempa Menggunakan Vibration Sensor Dan
Accelerometer.
5) BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini menjelaskan tentang kesimpulan dari pengujian dan saran masukan
untuk mengembangkan dan melengkapi sistem yang sudah dibangun untuk masa
mendatang mendatang.
5
BAB II
LANDASAN TEORI
Dalam bab ini, penulis mengambil beberapa materi atau landasan teori yang
mendukung dalam penyusunan tugas akhir. Materi yang dijelaskan berupa
penjabaran dari judul tugas akhir yaitu “Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gempa
Menggunakan Vibration Sensor Dan Accelerometer Berbasis Arduino Uno.” serta
landasan teori dari setiap komponen yang digunakan dalam perancangan dan
pembuatan sistem.
2.1 Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah sebuah komputer yang berukuran mikro atau chip
dalam satu chip IC (Integrated Circuit) yang tediri dari prosessor, memory dan antar
muka yang dapat diprogram. Jadi disebut komputer mikro karena IC atau chip
mikrokontroler terdiri dari CPU, memori, dan I/O yang bisa dikontrol dengan
programnya. (Santoso, 2015)
Kecepatan pengolahan data pada mikrokontroler lebih rendah jika
dibandingkan dengan PC. Pada PC kecepatan mikroprosesor yang digunakan saat
ini telah mencapai orde GHz, sedangkan kecepatan operasi mikrokontroler pada
umumnya berkisar antara 1 – 16 MHz. Begitu juga kapasitas RAM dan ROM pada
PC yang bisa mencapai orde Gbyte, dibandingkan dengan mikrokontroler yang
hanya berkisar pada orde byte/Kbyte.
Sistem yang menggunakan mikrokontroler sering disebut sebagai embedded
system atau dedicated system. Embeded system adalah sistem pengendali yang
tertanam pada suatu produk, sedangkan dedicated system adalah sistem pengendali
yang dimaksudkan hanya untuk suatu fungsi tertentu. Sebagai contoh, printer
adalah suatu embedded system karena di dalamnya terdapat mikrokontroler sebagai
pengendali dan juga dedicated system karena fungsi pengendali tersebut berfungsi
hanya untuk menerima data dan mencetaknya. Hal ini berbeda dengan suatu PC
yang dapat digunakan untuk berbagai macam keperluan, sehingga mikroprosesor
pada PC sering disebut sebagai general purpose microprocessor (mikroprosesor
serba guna). Pada PC berbagai macam software yang disimpan pada media
6
penyimpanan dapat dijalankan, tidak seperti mikrokontroler hanya terdapat satu
software aplikasi.
2.2 Arduino Uno
Arduino dikatakan sebagai sebuah platform yang bersifat open source, dan
arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi
dari hardware, bahasa pemrograman dan Integrated Development Environment
(IDE) yang canggih.
IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program,
meng-compile menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory
microkontroller. Ada banyak projek dan alat-alat dikembangkan oleh akademisi
dan profesional dengan menggunakan Arduino, selain itu juga ada banyak modul -
modul pendukung (sensor, tampilan, penggerak dan sebagainya) yang dibuat oleh
pihak lain untuk bisa disambungkan dengan Arduino. Arduino berevolusi menjadi
sebuah platform karena ia menjadi pilihan dan acuan bagi banyak praktisi. Arduino
dikembangkan oleh sebuah tim yang beranggotakan orang-orang dari berbagai
belahan dunia.
Anggota inti dari tim ini adalah:
1) Massimo Banzi Milano, Italy
2) David Cuartielles Malmoe, Sweden
3) Tom Igoe New York, US
4) Gianluca Martino Torino, Italy
5) David A. Mellis Boston, MA, USA
Saat ini tim pengembangnya adalah Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom
Igoe, Gianluca Martino, David Mellis, dan Nicholas Zambetti. Mereka
mengupayakan 4 hal dalam Arduino ini,yaitu:
1) Harga terjangkau
2) Dapat dijalankan diberbagai sistem operasi, Windows, Linux, Max, dan
sebagainya.
3) Sederhana, dengan bahasa pemograman yang mudah bisa dipelajari orang
awam, bukan untuk orang teknik saja.
7
4) Open Source, hardware maupun software.
2.2.1 Pengenalan Arduino
Arduino Uno R3 merupakan sebuah papan pengembangan (development
board) mikrokontroler yang berbasis chip Atmega328P. Disebut sebagai papan
pengembangan karena board ini memang berfungsi sebagai arena prototyping
sirkuit mikrokontroler. Arduino Uno memiliki 14 digital pin input / output (atau
bisa ditulis I/O, dimana 6 pin diantaranya dapat digunakan sebagai output PWM
(Pulse Width Modulation)) , pin input analog, menggunakan crystal 16 MHz,
koneksi USB, jack listrik, header ICSP dan tombol reset. Hal tersebut yang
diperlukan untuk mendukung sebuah rangkaian mikrokontroler. Cukup dengan
menghubungkannya ke komputer dengan kabel USB atau diberi power dengan
adaptor AC-DCatau baterai. Untuk bentuk fisik arduino uno dapat dilihat pada
gambar 2.1.
Gambar 2.1 Bentuk Fisik Arduino Uno
(Sumber :https:// www.arduino.cc)
8
Untuk Skema pin ATmega328 arduino uno dapat dilihat pada gambar 2.2.
Gambar 2.2 Skema pin ATmega328
(Sumber:http://ecadio.com/apakah-arduino-itu)
2.2.2 Hardware
Hardware Arduino terdiri dari 20 pin yang meliputi:
1) 14 pin IO Digital (pin 0-13)
Sejumlah pin digital dengan nomor 0-13 yang juga dinamakan PWM (Pulse
Width Modulation) sebagai keluaran analog. Pin PWM ditandai dengan simbol
~ (Lamda).
2) 6 pin Analog (pin A0-A5)
Sejumlah pin analog bernomor A0-A5 yang dapat digunakan untuk menerima
nilai analog yang berkisar antara 0 hingga 5V.
3) 5 Pin sumber tegangan (pin 3.3V,5V,2 buah pinGND,Vin)
Sejumlah pin yang memberikan catu daya kepada pin-pin lain.
2.2.3 Software Arduino
Software arduino yang digunakan adalah driver dan IDE, yang disediakan
situs Arduino. IDE arduino merupakan program yang terintegrasi sehingga
berbagai keperluan disediakan dan dinyatakan dalam bentuk antar muka berbasis
menu. Untuk tampilan software arduino dapat dilihat pada gambar 2.3.
9
Gambar 2.3 Tampilan software arduino
IDE arduino terdiri dari:
1) Editor Program (Editor Sketch)
Sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengedit program
dalam bahasa processing.
2) Compiler
Sebuah modul yang mengubah kode program menjadi kode biner bagaimanapun
sebuah mikrokontroler tidak akan bisa memahami bahasa processing.
3) Uploader
Sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam memori di
dalam papan arduino.
10
Dalam bahasa pemrograman arduino ada tiga bagian utama yaitu struktur,
tipe data dan fungsi:
1) Struktur Program Arduino
Stuktur Program Arduino terdiri atas dua blok.Blok pertama adalah void setup()
dan blok kedua adalah void loop().
a. Blok Void setup()
Berisi kode program yang hanya dijalankan secara otomatis pertama kali
oleh papan Arduino.
b. Blok void loop()
Berisi kode program yang akan dijalankan secara berulang. Merupakan
tempat untuk program utama.Baik blok void setup loop() maupun blok
function harus diberi tanda kurung kurawal buka “{” sebagai tanda akhir
program.
2) Tipe Data
Himpunan nilai yang dimiliki oleh sebuah data. Tipe data menentukan apakah
sebuah nilai dimiliki sebuah data atau tidak, serta operasi apa yang dapat dilakukan
pada data tersebut. Berikut merupakan contoh tipe data dasar :
a. Int (integer)
Variabel yang paling sering digunakan dan dapat menyimpan data sebesar
2 bytes (16 bits).
b. Long (long)
Biasa digunakan jika nilai datanya lebih besar dari integer. Menggunakan
4 bytes (32bits).
c. Boolean (boolean)
Variabel yang sama hanya menyimpan nilai TRUE dan FALSE saja. Hanya
menggunakan 1 bit saja.
d. Float (float)
Digunakan untuk floating point pada nilai desimal. Memory yang
digunakan 4 byte (32 bits).
e. Char (character)
Menyimpan character berdasarkan ASCII kode (contoh: ‘A’=65).
f. Byte
11
Tipe Byte dapat menyimpan 8-bits nilai angka asli tanpakoma mulai dari
0-255.(6).
3) Fungsi
Pada bagian ini meliputi fungsi waktu, fungsi matematika serta fungsi
komunikasi (6)
a. = ( sama dengan).
b. % (persentase)
c. + (penambahan)
d. – (pengurangan)
e. *(perkalian)
f. / (pembagian)
g. ==(sama dengan) contoh: 15 ==10 FALSE atau 15 == 15 TRUE.
h. !=(tidak sama dengan) contoh: 15 !=10 TRUE atau 15 !=15 FALSE.
i. < (lebih kecil dari) contoh: 15 < 10 FALSE atau 12 < 14 TRUE.
j. > (lebih besar dari) contoh: 15 > 19 TRUE atau 15 > 10 FALSE.
k. ++;// sama seperti x = x +1 atau menaikan nilai x sebesar 1.
l. --;// sama seperti x = x – 1 atau mengurangi nilai x sebesar 1.
m. +=y;// sama seperti x = x + y.
n. -=y;// sama seperti x = x – y.
o. *=y;// sama seperti x = x * y.
p. /=y;// sama seperti x = x / y. (6)
12
2.3 Bahasa Pemrogaraman C pada Arduino
Bahasa C pada software Arduino IDE dengan sintaks program library yang
banyak terdapat di internet. Berikut beberapa fitur dan keunggulan pemrograman
Bahasa C dibandingkan dengan Bahasa pemrograman yang lain (Andre, 2017):
1) Bahasa C sebagai bahasa pemrograman prosedural dengan metode
pemrograman yang setiap baris perintah diproses secara berurutan dari baris
paling atas hingga baris paling bawah.
2) Bahasa C sangat cepat dan efisien karena bisa langsung berkomunikasi dengan
hardware, sebuah fitur yang jarang tersedia di bahasa pemrograman modern
seperti Java, PHP, maupun Phyton.
3) Bahasa C adalah portable language yaitu bahasa pemrograman ini bisa di-
compile ulang agar dapat berjalan di berbagai sistem operasi tanpa perlu
mengubah kode-kode yang ada.
4) Bahasa C merupakan induk dari bahasa pemrograman modern karena Bahasa C
banyak menginspirasi bahasa pemrograman lain, seperti C++, PHP, Java, dan
lainnya.
2.4 Short Messages Service Gateway
SMS gateway merupakan sebuah sistem aplikasi yang digunakan untuk
mengirim atau menerima SMS, dan biasanya digunakan pada aplikasi bisnis, baik
untuk kepentingan broadcast promosi, servis informasi terhadap pengguna,
penyebaran ko nten produk atau jasa dan lain lain. Proses pengiriman SMS Gateway
ini menggunakan modul GSMSIM 800L.
2.4.1 Global System for Mobile Communication (GSM)
GSM MODUL SIM800L merupakan suatu modul GSM yang dapat
mengakses GPRS untuk pengiriman data ke internet dengan sistem M2M.
ATCommand yang digunakan pada SIM800L mirip dengan AT-Command untuk
modul-modul GSM lain. SIM800L merupakan keluaran versi terbaru dari SIM900.
Modul SIM800L memiliki dimensi yang kecil sehingga lebih cocok untuk
diaplikasikan pada perancangan alat yang didesain portable. Sim 800L memiliki
13
Quad Band 850/900/1800/1900 MHz dengan dimensi kecil yaitu ukuran 15.8 x 17.8
21 x 2.4 mm dan berat: 1.35g. SIM 800L memiliki konsumsi daya yang rendah
dengan rentang tegangan power supply 3.4 ~ 4.4 V.
Dalam laporan Tugas Akhir ini, ada beberapa fasilitas dari GSM yang
digunakan yaitu:
1) BTS (Base Transceiver Station)
Base Transceiver Station atau disingkat BTS adalah sebuah infrastruktur
telekomunikasi yang memfasilitasi komunikasi nirkabel antar api ranti komunikasi
dan jaringan operator. Piranti komunikasi penerima sinyal BTS bisa telepon,
telepon seluler dan jaringan nirkabel. BTS mengirimkan dan menerima sinyal radio
keperangkat mobile dan mengkonversi sinyal-sinyal tersebut menjadi sinyal digital
untuk selanjutnya dikirim ke terminal lainnya untuk proses sirkulasi pesan atau
telepon.
2) MSC (Mobile Switching Center)
Mobile Switching Center (MSC) adalah merupakan titik penyampaian atau
penyambungan utama untuk teknologi GSM, bertanggung jawab untuk menghandle
beberapa panggilan suara dan SMS sebaik mungkin dengan layanan – layanan yang
lain (seperti conference calls, FAX dan circuit switched data b MSC juga
berfungsi melakukan fungsi switching dan bertanggung jawab untuk melakukan
pengaturan panggilan.
3) MS (Mobile Station)Mobile Station (MS) merupakan alat komunikasi yang
dibutuhkan pelanggan untuk dapat mengakses layanan yang telah disediakan
oleh operator GSM. Berikut adalah gambar proses pengiriman SMS (Short
Message Servic) pada Topologi model GSM SIM800L.
14
Untuk tampilan skema kerja modul GSM SIM800L dapat dilihat pada gambar 2.4.
Gambar 2.4 Tampilan skema kerja modul GSM SIM800L
2.4.2 Topologi Global System for Mobile Communication (GSM)
GSM SIM800L adalah GSM (Global System For Mobile Communication)
GPRS (General Packet Radio Service) modul yang digunakan pada Arduino UNO.
Dapat digunakan untuk mengirim sms, calling, transfer data melalui GPRS
(General Packet Radio Service) yang merupakan suatu teknologi yang
memungkinkan pengiriman dan penerimaan data lebih cepat dan fungsi DTMF
(Dual Tone Multiple Frequency) yang merupakan teknik mengirimkan angka angka
pembentuk nomor telpon yang dikodekan dengan 2 nada yang dipilih dari 8 buah
frekuensi yang sudah ditentukan. Modul GSM SIM800L support Quad-band
850/900/1800/1900MHz. Dilengkapi juga fungsi Bluetooth, FM & EmbeddedAT.
Spesifikasi modul GSM SIM800L adalah:
1) Chip:SIM800L
2) Voltage Chip : 3.7-4.2V (datasheet =3.4-4.4V)
3) Voltage Module : 5.0V (V limit =4.8-5.2V)
4) Frequency : QuadBand850/900/1800/1900Mhz
5) Module size: 4.0cm x2.8cm
6) Transmitting power
7) Class 4 (2W) at GSM 850 and EGSM 900
15
8) Class 1 (1W) at DCS 1800 and PCS 1900GPRS connectivity
9) GPRS multi-slot class 12 default
10) GPRS multi-slot class 1~12 (option)
11) Temperature range Normal operation: 40°C ~+85°C
Untuk tampilan bentuk fisik modul GSM SIM800L dapat dilihat pada
gambar 2.5.
Gambar 2.5 Bentuk fisik modul GSM SIM800L
2.5 Flowchart
Flowchart adalah suatu urutan/bagan dengan simbol-simbol tertentu yang
menggambarkan urutan proses secara mendetail meliputi hubungan antara suatu
proses (instruksi) dengan proses lainnya dalam suatu program. Flowchart
membantu menganalisis dan programmer untuk memecahkan masalah ke dalam
segmen-segmen yang lebih kecil dan menganalisis alternatif lain dalam
pengoprasian. Flowchart biasanya mempermudah penyelesaian suatu masalah
khususnya masalah yang dipelajari dan di evaluasi lebih lanjut.
16
Berikut merupakan fungsi dari simbol flowchart yang terdapat pada gambar
dibawah ini:
Gambar 3.10 Simbol flowchart
Gambar 2.6 Simbol Flowchart
2.6 Vibration Sensor
Sensor getaran adalah suatu perangkat atau device yang mengubah besaran
fisis berupa getaran menjadi besaran elektrik yang bisa berupa tegangan maupun
arus. Pada umumnya getaran ini diubah menjadi arus karena pertimbangan bahwa
jarak antara sensor dengan kontroler tidaklah sangat dekat, ada kemungkinan
jaraknya jauh. Bila getaran tersebut diubah menjadi arus, maka arus yang dihasilkan
sensor dengan arus yang diterima kontroler akan sama besarnya. Hal ini tentunya akan
berbeda jika getaran diubah menjadi tegangan.
Sensor getaran mempunyai peranan yang sangat penting dalam berbagai
penerapan, seperti alat untuk pendeteksi gempa bumi, analisa kerja mesin, analisa
struktur bangunan gedung bertingkat, pengeboran tambang minyak, analisa
17
kekuatan getaran jembatan, dan lain sebagainya yang tentunya segala penerapan
yang berhubungan dengan getaran.
Modul Sensor Getaran dilengkapi dengan sensor getaran SW-420,
terintegrasi dengan sensitivitas yang dapat disesuaikan melalui potensiometer
board. Ada juga indikator LED untuk daya dan status keluaran digital di papan. Ini
memiliki antarmuka 3-pin sederhana dan lurus ke depan, VCC, GND dan DO
(output digital). Ini mendukung kekuatan 3.3V atau 5V. Modul sensor getaran ini
kompatibel dengan mikrokontroler yang memiliki input digital, jadi tentu saja
mikrokontroler populer seperti PIC, Arduino dan Raspberry Pi kompatibel.
Antarmuka langsung sangat penting untuk menggunakan sensor ini.
Untuk tampilan bentuk fisik vibration sensor dapat dilihat pada gambar 2.7.
Gambar 2.7 Bentuk fisik Vibration Sensor
2.7 Accelerometer
Accelerometer adalah sensor yang digunakan untuk mengukur percepatan
suatu objek. Pengukuran kapasitansi inilah yang umumnya menjadi hasil
pengukuran chip. Agar sensor bisa mendeteksi 3 dimensi, maka dibutuhkan 3
pasang plat yang dipasang tegak lurus antar masing- masing. Maka sensor ini bisa
mendeteksi gerak alunan lagu anak “geser kiri, geser kanan, putar ke kiri putar ke
kanan , lompat ke depan”. Accelerometer ini menggunakan jenis MPU6050 3-Axis
Accelerometer.
MPU6050 adalah Sistem Elektro-Mekanik Mikro (MEMS) yang terdiri dari
Akselerometer 3-sumbu dan Giroskop 3-sumbu di dalamnya. Ini membantu kita
untuk mengukur akselerasi, kecepatan, orientasi, perpindahan, dan banyak
parameter terkait gerak lainnya dari suatu sistem atau objek. Modul ini juga
18
memiliki Prosesor Gerak Digital (DMP) di dalamnya yang cukup kuat untuk
melakukan perhitungan yang rumit dan dengan demikian membebaskan pekerjaan
untuk Mikrokontroler. Modul ini juga memiliki dua pin bantu yang dapat digunakan
untuk antarmuka modul IIC eksternal seperti magnetometer, namun itu opsional.
Karena alamat IIC dari modul dapat dikonfigurasi, lebih dari satu sensor MPU6050
dapat dihubungkan ke Mikrokontroler menggunakan pin AD0. Modul ini juga
memiliki perpustakaan yang terdokumentasi dan direvisi dengan baik sehingga
sangat mudah digunakan dengan platform terkenal seperti Arduino.
Untuk tampilan bentuk fisik accelerometer dapat dilihat pada gambar 2.8.
Gambar 2.8 Bentuk fisik Accelerometer
2.7 Liquid Crystal Display (LCD)
Display LCD sebuah liquid Crystal atau perangkat elektronik yang dapat
digunakan untuk menampilkan angka atau teks. Ada dua jenis utama layar LCD
yang dapat menampilkan numerik (digunakan dalam jam tangan, kalkulator, dll)
dan menampilkan teks alfanumerik kristal hanya di atur kedalam pola titik.
Setiap kristal memiliki sambungan listrik individu sehingga dapat dikontrol
secara indevenden. Kristal off (yakni tidak ada arus yang melalui kristal) cahaya
kristal terlihat sama dengan bahan latar belakangnya, sehingga kristal tidak dapat
terlihat. Namun ketika arus listrik melewati kristal, itu akan merubah bentuk dan
menyerap lebih banyak cahaya. Hal ini membuat kristal terlihat lebih gela dari
penglihatan mata manusia sehingga bentuk titik atau bar dapat dilihat dari
perbedaan latar belakang.
19
Sangat penting untuk menyadari perbedaan antara layar LCD dan layar LED.
Sebuah LED display (sering digunakan dalam radio jam) terdiri dari sejumlah LED
yang benar-benar mengeluarkan cahaya (dan dapat dilihat dalam gelap). Dibawah
ini adlah tampilan pada LCD.
Untuk tampilan bentuk fisik LCD dapat dilihat pada gambar 2.9.
Gambar 2.9 Bentuk fisik LCD
2.8 Deskripsi Pin LCD
Untuk keperluan antar muka suatu komponen elektronika dengan
mikrokontroler, perlu diketahui fungsi dari setiap kaki yang ada pada komponen
tersebut.
1) Kaki 1 (GND) : kaki ini berhubungan dengan tegangan 0 volt (Ground)
2) Kaki 2 (VCC) : kaki ini berhubungan dengan tegangan +5 Volt yang merupakan
tegangan untuk sumber daya.
3) Kaki 3 (VEE/VLCD) : tegangan pengatur kontras LCD, kaki ini terhubung pada
ground. Kontras mencapai nilai maksimum pada saat kondisi kaki ini pada
tegangan 0 Volt.
4) Kaki 4 (RS) : Register Select, kaki pemilih register yang akan diakses. Untuk
akses ke Register Data, logika dari kaki ini adalah 1 dan untuk akses ke Register
Perintah logika dari kaki ini adalah 0.
5) Kaki 5 (R/W) : logika 1 pada kaki ini menunjukkan bahwa modul LCD
sedangkan pada mode pembacaan dan logika 0 menunjukkan bahwa modul LCD
sedang pada mode penulisan. Untuk aplikasi yang tidak dapat di hubungankan
langsung ke Ground.
6) Kaki 6 (E) : Enable Clock Lcd , kaki mengaktifkan clock LCD. Logika 1 pada
kaki ini diberikan pada saat penulisan atau pembacaan data.
7) Kaki 7-14 (D0 – D7) : Data bus, kedelapan kaki LCD ini adalah bagian dimana
aliran data sebanyak 4 bit ataupun 8 bit mengalir saat proses penulisan maupun
pembacaan data.
20
8) Kaki 15 (Anoda) : Berfungsi untuk tegangan positif dari backlight LCD sekitar
4,5 Volt (hanya terdapat untuk LCD yang memiliki backlight).
9) Kaki 16 (Katoda) : Tegangan negatif backlight LCD sebesar 0 Volt (hanya
terdapat pada LCD yang memiliki backlight)
2.9 Inter Integreated Circuit (I2C)
I2C/TWI Connector I2C (Inter Integreated Circuit) adalah standar komunikasi
serial dua arah menggunakan dua saluran yang didesain khusus untuk mengirim
maupun menerima data. Sistem I2C/TWI terdiri dari saluran SCL (Serial Clock)
dan SDA (Serial Data) yang membawa informasi data antara I2C dengan
pengontrolnya serta pull up resistor yang digunakan untuk transfer data antar
perangkat I2C/TWI juga merupakan transmisi serial setengah duplex oleh karena
itu aliran data dapat diarahkan pada satu waktu. Dibawah ini adalah gambar dari
bentuk I2C.
1) I2C adalah protokol transfer data serial. Device atau komponen yang mengirim
data disebut transmitter, sedangkan device yang menerimanya disebut receiver.
2) Device yang mengendalikan operasi transfer data disebut master, sedangkan
device lainnya yang dikendalikan oleh master disebut slave.
3) Master device harus menghasilkan serial clock melalui pin SCL, mengendalikan
akses ke BUS serial dan menghasilkan sinyal kendali START dan STOP.
Adapun fungsi-fungsi yang sering di gunakan pada I2C adalah sebagai berikut:
1) i2c_start();
Di gunakan untuk mengirimkan sinyal start.
2) i2c_stop();
Di gunakan untuk mengirimkan sinyal stop.
3) i2c_read(ack/nack);
Di gunakan untuk membaca data dari slave, ack/nack dalam kurung harus di isi
dengan 1 atau 0. 1 untuk mengirimkan ack dan 0 untuk mengirimkan nack.
4) i2c_write(data);
Di gunakan untuk memulis data ke slave, data dalam kurung adalah nilai yang
akan di tulis ke slave. data dapat berupa variable atau konstanta.
21
Untuk tampilan bentuk fisik I2C dapat dilihat pada gambar 2.7.
Gambar 2.10 Tampilan Pada I2C
22
BAB III
ANALISIS DAN PERANCANGAN
Bab ini membahas tentang analisis dan perancangan sehingga menghasilkan
alat pendeteksi gempa menggunakan vibration sensor dan accelerometer berbasis
arduino uno. Pada prinsipnya, tujuan dari perancangan sistem adalah untuk
mempermudah dalam perakitan atau pembuatan sistem yang sesuai dengan
penggunaan konsep dari teori dan referensi analisa.
3.1 Analisis
Bencana gempa bumi tidak dapat diramalkan waktu kejadiannya. Hal ini
disebabkan gempa dapat terjadi secara tiba-tiba pada zona gempa bumi. Hal yang
masih mungkin dapat dilakukan adalah membangun sistem peringatan dini (early
warning sytem) yang berfungsi sebagai "alarm" darurat jika sewaktu-waktu terjadi
gempa. Pendeteksian ini saat terjadi gempa menghasilkan suara buzzer, missed call
dan pesan terkirim alamat tujuan yang telah dituju dideteksi oleh kedua sensor.
Alat-alat pendeteksi gempa diletakkan pada daerah-daerah rawan gempa.
3.2 Identifikasi Sistem
Setelah menganalisa, maka tujuan dari alat yang dibangun menjadi dapat
mendeteksi gempa sebagai peringatan dini untuk masyarakat dengan sistem yang
telah dirancang sedemikian rupa.
3.3 Batasan Sistem
Dalam perancangan dan pembuatan sistem ini, adapun batasan-batasan dari
sistem sebagai berikut:
1. Sistem ini hanya memberikan peringatan jarak jauh pada nomor telepon yang
terdaftar didalam sistem.
2. Waktu respon sistem memiliki jeda waktu 5 detik atau lebih tergantung sensor
gempa.
3. Untuk menjalankan alat ini harus terhubung dengan arus listrik
3.4 Kebutuhan Analisis Sistem
23
Dalam perancangan ini perangkat keras yang dibutuhkan yaitu komponen
elektronika, peralatan pembuatan perangkat keras dan perangkat lunak. Adapun
komponen perangkat keras yang dibutuhkan dapat dilihat pada tabel 3.1.
Tabel 3.1 Komponen perangkat keras
No. Nama Komponen Jumlah
1. Power Supply 12V 2A 1
2. Buck converter 1
3. Arduino Uno R3 1
4. Sim800L 1
5. Sensor Getar 1
6. Accelerometer 1
7. Buzzer 1
8. PCB Matrik 1
9. LED Merah 3 ml 3
10. LED Hijau 3 ml 3
11. Resistor 6
12. I2C 1
13. LCD 1
14. Pin Header Betina 1
15. Pin Header Jantan 1
16. Jumper betina 1
17. Kartu SIM 1
Sedangkan peralatan pembuatan perangkat keras yang dibutuhkan dapat
dilihat pada tabel 3.2.
24
Tabel 3.2 Komponen pembuatan perangkat keras
No. Nama Komponen Perangkat
Keras
1. Solder
2. Kawat Timah
3. Multitester
4. Tang Potong
5. Mur
6. Baut
7. Spacer Nylon
8. Akrilik
9. Solder
10. Pisau Kater
11. Grinda
Sedangkan perangkat lunak yang digunakan dapat dilihat pada tabel 3.3.
Tabel 3.3 Perangkat Lunak Yang Digunakan
No. Perangkat lunak yang digunakan
1. Arduino Uno
2. Proteus Profesional
3. Microsoft Word
4. Microsoft Visio
5. Snipping Tools
6. Convert Online
7. Paint
8. Photoshop
3.5 Diagram Blok Sistem
Dalam perancangan dan pembuatan suatu sistem, hal pertama yang perlu
dilakukan adalah membuat diagram blok dari sistem tersebut dimana setiap blok
memiliki fungsi tertentu. Diagram blok memudahkan proses perancangan dan
25
pembuatan pada masing-masing bagian sistem sehingga akan membentuk suatu
sistem secara keseluruhan.
Untuk blok diagram sistem dapat dilihat pada gambar 3.1.
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem
Pada tugas akhir ini rancang bangun alat pendeteksi gempa menggunakan
vibration sensor dan accelerometer berbasis arduino uno. Gambar 3.1
menunjukkan blok diagram sistem secara keseluruhan.
Fungsi dari setiap blok, meliputi:
1. Arduino Uno R3 berfungsi sebagai pengendali yang mengendalikan seluruh
komponen agar dapat berfungsi sebagaimana mestinya.
2. Sensor Gempa berfungsi sebagai pendeteksi gempa pada saat terjadi gonjangan
pada sensor
3. Accelerometer berfungsi sebagai pendeteksi gempa dan menampilkan
kemiringan tanah akibat gempa.
4. Power Supply berfungsi sebagai pemberi daya terhadap semua komponen yang
bekerja.
5. LCD (Liquid Crystal Display) berfungsi untuk menampilkan hasil pendeteksi
dari kedua sensor yang sedang bekerja.
6. I2C berfungsi untuk mengirim maupun menerima data. Sistem I2C terdiri dari
saluran SCL (Serial Clock) dan SDA (Serial Data) yang membawa informasi
data antara I2C dengan pengontrolnya. Buck Converter (step-down converter)
26
adalah converter daya DC-to-DC yang mengurangi tegangan (saat
meningkatkan arus) dari input ke output).
7. SMS Gateway berfungsi menampilkan informasi seperi LCD akan tetapi
ditampilkan melalui handphone agar dapat mengetahui kondisi pada sistem yang
sedang berjalan.
8. Missed Call berfungsi sebagai pengingat pesan (text alert) dan pemberitahuan
(notification alert).
9. Buzzer berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi getaran. Energi
getaran ini akan mengahasilkan suara.
3.6 Perancangan Perangkat Keras
Bagian perangkat keras pada sistem ini terdiri atas beberapa bagian, yaitu
rangkaian sensor gempa, accelerometer , I2C, LCD, buzzer, buck converter dan
SIM 800L yang terhubung ke Arduino Uno R3. Untuk gambar rangkaian
keseluruhan sistem dapat dilihat pada gambar 3.2.
27
Gambar 3.2 Rangkaian Keseluruhan Sistem
28
3.6.1 Rangkaian Arduino Uno R3
Mikrokontroler yang digunakan dalam sistem ini adalah mikrokontroler
dengan jenis Arduino Uno R3. Mikrokontroler (Arduino) ini mempunyai 16 input
dan output. Arduino akan mengolah data yang diperoleh dari sensor gempa dan
accelerometer, kemudian data diproses menggunakan bahasa tingkat tinggi untuk
membaca kekuatan gunjangan gempa. Hasilnya akan ditampilkan melalui LCD dan
Smartphone melalui SMS Gateway.
Untuk keteranagan penggunaan Arduino Uno R3 dapat dilihat pada tabel 3.3.
Tabel 3.3 Penggunaan Pin Arduino Uno R3
Nomor Pin Keterangan
Pin D3 Pin output Buzzer
Pin D7 Pin output (Tx Data Serial)
Sim800L
Pin D8 Pin input (Rx Data Serial)
Sim800L
Pin D13 Pin input Vibration Sensor
Pin SDA Pin SDA Accelorometer
Pin SCL Pin SCL Accelorometer
Pin A5SCL Pin SCL I2C
Pin A4SDA Pin SDA I2C
Pin 5 volt Pin tegangan positif
Pin Ground 1 Pin tegangan negative 1
Pin Ground 2 Pin tegangan negative 2
29
3.6.2 Rangkaian Vibration Sensor
Untuk gambar rangkaian vibration sensor dapat dilihat pada gambar 3.3.
Gambar 3.3 Rangkaian Vibration Sensor
Pada rangkaian vibration sensor bertujuan untuk mendeteksi apakah sedang
terjadi gempa atau tidak. Rangkaian ini dihubungkan dari pin V-out ke pin D13, pin
GND dihubungkan ke pin GND, serta pin VCC dihubungkan ke VCC pada Arduino
Uno R3.
30
3.6.3 Rangkaian Accelorometer
Untuk gambar rangkaian accelorometer dapat dilihat pada gambar 3.4.
Gambar 3.4 Rangkaian Accelerometer
Pada rangkaian Accelorometer bertujuan untuk mendeteksi pergerakan
dari 3 sumbu yaitu x, y, dan z. Sensor ini memberikan keluaran berupa data digital
hasil konversi tegangan. Rangkaian ini dihubungkan dari SDA ke SDA, SCL
dihubungkan pada SCL, VCC dihubungkan pada VCC, dan GND dihubungkan ke
GND ke Arduino Uno R3.
31
3.6.4 Rangkaian I2C
Untuk gambar rangkaian inter-integrated circuit dapat dilihat pada gambar
3.5.
Gambar 3.5 Rangkaian Inter-Integrated Circuit
I2C berfungsi untuk mengirim maupun menerima data. Sistem I2C terdiri
dari saluran SCL (Serial Clock) dan SDA (Serial Data) yang membawa informasi
data antara I2C dengan pengontrolnya. Rangkaian ini dihubungkan dari SCL ke
SCL, SDA dihubungkan ke SDA, VCC dihubungkan ke VCC, dan GND
dihubungkan ke GND pada Arduino Uno R3.
32
3.6.5 Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)
Untuk gambar rangkaian liquid crystal display dapat dilihat pada gambar
3.6.
Gambar 3.6 Rangkaian Liquid Crystal Display
Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) berfungsi untuk menampilkan
informasi dari arduino. Rangkaian ini dihubungkan LCD ke I2C.
33
3.6.6 Rangkaian Buzzer
Untuk gambar rangkaian buzzer dapat dilihat pada gambar 3.7.
Gambar 3.7 Rangkaian Buzzer
Buzzer berfungsi untuk mengubah energy listrik menjadi energy getaran.
Energi getaran ini akan mengahasilkan suara. Rangkaian ini dihubungkan dari pin
output Buzzer ke pin D3 Arduino Uno dan GND dihubungkan ke GND pada
Arduino Uno R3.
34
3.6.7 Rangkaian Buck Converter
Untuk gambar rangkaian Buck Converter dapat dilihat pada gambar 3.8.
Gambar 3.8 Rangkaian Buck Converter
Buck Converter berfungsi untuk menurunkan tegangan, misalkan dari 12V
DC ke 6 Volt DC, 10V DC ke 2 Volt DC, dll. Karena menurunkan tegangan, maka
tegangan output yang dihasilkan akan selalu lebih kecil dari tegangan
input(Supply). Di rangkaian ini Buck Converter menurunkan tegangan SIM800L
dari 12V DC ke 5V DC. Rangkaian ini dihubungkan dari pin output Buck Converter
ke pin Vcc SIM800L dan GND 1 dan GND 2 Buck Converter dihubungkan ke GND
pada Arduino Uno R3.
35
3.6.8 Rangkaian SIM 800L
Untuk gambar rangkaian Sim800L dapat dilihat pada gambar 3.9.
Gambar 3.9 Rangkaian Sim800L
Pada rangkaian SIM800L memiliki 2 pin data yang berkomunikasi dengan
Arduino dengan menggunakan sistem komunikasi data serial, dimana pin SIM800L
tersebut memiliki pin RX sebagai receiver dan TX sebagai transmiter. Pada
SIM800L juga terdapat pin supply tegangan, namun tegangan pada SIM800L
berbeda dengan rangkaian sistem yang lainnya karena rangkaian pada SIM800L
dapat berkerja diantara tegangan 3,7 V sampai 4,2 V DC. Rangkaian ini
dihubungkan dari TXD ke pin D7, RXD dihubungkan ke pin D8, dan GND
dihubungkan ke GND pada Arduino Uno R3.
3.7 Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak pada program Arduino Uno R3 menggunakan
perangkat lunak Arduino IDE yang berbasis bahasa C sebagai bahasa pemrograman
yang digunakan. Pemrograman yang dilakukan secara keseluruhan harus sesuai
dengan flowchart sistem.
3.7.1 Flowchart
36
Untuk gambar sistem flowchart dapat dilihat pada gambar 3.10.
Gambar 3.10 Flowchart Sistem
Langkah-langkah sistematis kerja rancang bangun alat pendeteksi gempa
menggunakan vibration sensor dan accelerometer berbasis arduino uno disusun ke
dalam bentuk flowchart.
Pertama mulai sistem dan melakukan inisialisasi vibration sensor dan
accelerometer akan melakukan proses apakah vibration sensor dan accelerometer
tergunjang jika “tidak” maka sensor akan mendeteksi gembali apakah terjadi
gunjangan jika “ya” maka suara buzzer aktif, informasi terkirim ke LCD, missed
call dan pesan sms terjadi gempa dan info kemiringan tanah terkirim ke nomor
tujuan dan melakukan pengulangan proses.
37
BAB IV
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
Bab ini membahas hasil dari implementasi dan pengujian sehingga
menghasilkan alat pendeteksi gempa menggunakan vibration sensor dan
accelerometer berbasis arduino uno. Pada pengujian ini dilakukan untuk
membuktikan apakah sistem yang dibuat telah bekerja sesuai dengan yang
diharapkan. Selain itu, dalam pengujian juga dilakukan pengukuran-pengukuran
yang akan digunakan untuk menganalisa hardware pendukungnya.
4.1 Umum
Alat pendeteksi gempa ini menggunakan arduino uno sebagai pengendalian
sistem. Saat gempa bumi terjadi maka vibration sensor dan accelerometer pada
rangkaian alat ini akan mengeluarkan output yaitu berupa informasi terjadi gempa
dan nilai pergerakan tanah yang ditampilkan di handphone dan digital LCD. Maka
apabila gempa tejadi ditandai dengan notifikasi SMS dan missed call di nomor
tujuan dan tanda berupa bunyi alarm yang berasal dari buzzer.
4.2 Spesifikasi Sistem
Nama Alat : Pendeteksi Gempa Menggunakan Vibration Sensor
Dan Accelerometer Berbasis Arduino Uno.
Sumber Arus :Adaptor
Software :Arduino IDE
Mikrokontroler :Arduino UNO R3
Input : 1. Vibration sensor
2. Accelerometer
Output : 1. LCD (Liquid Crystal Display)
2. Modul GSM SIM800L
3. Buzzer
Lebar Alat : 8,5 cm
Tinggi Alat : 10 cm
Panjang Alat : 21,5 cm
38
4.3 Gambar Sistem
Untuk gambar keseluruhan alat pendeteksi gempa dapat dilihat pada gambar
4.1.
Gambar 4.1 Keseluruhan alat pendeteksi gempa
Untuk gambar tampak dalam alat pendeteksi gempa dapat dilihat pada
gambar 4.2.
Gambar 4.2 Tampak dalam alat pendeteksi gempa
39
Untuk gambar tampak depan menggunakan sensor dapat dilihat pada
gambar 4.3
Gambar 4.3 Tampak depan alat dengan menggunakan sensor
Untuk tampilan alat ketika belum terjadi getaran dapat dilihat pada gambar
4.4
Gambar 4.4 Tampilan alat ketika belum terjadi getaran (gempa)
40
Untuk tampilan Ketika sudah terjadi getaran(gempa) dapat dilihat pada
gambar 4.5
Gambar 4.5 Tampilan Ketika sudah terjadi getaran(gempa)
Untuk tampilan pada LCD ketika terjadi gempa(getaran dilihat pada gambar
4.6
Gambar 4.6 Tampilan pada LCD ketika terjadi gempa
4.4 Cara Kerja Sistem
41
Alat ini dihubungkan ke tegangan listrik dengan menggunakan adaptor,
maka tegangan pada adaptor akan dialirkan ke mikrokontroler. Mikrokontroler
memberikan tegangan ke vibration sensor Dan accelerometer untuk mendeteksi
gempa, kemudian pada layar LCD akan menampilkan bacaan “Terjadi Gempa”
dan pada Handphone akan mengeluarkan output melalui sms dan missed call serta
buzzer sebagai alarm.
1.5 Langkah Penggunaan Sistem
Berikut merupakan langkah penggunaan sistem alat pendeteksi gempa:
1) Sambungkan kabel adaptor ke kontak listrik.
2) Tunggu kurang lebih selama 5 menit, karena masih ada proses yang akan terjadi
pada sistem alat tersebut terutama pada Arduinonya.
3) Untuk mensimulasikan gempa maka user bisa mengketuk box sebagai bukti jika
akan tejadi Getaran maupun Gempa.
4) Tunggu beberapa saat, dan ditandai dengan LED pada buzzernya akan menyala
dengan warna hijau. Jika terjadi gempa maka alat akan mengeluarkan Output
yaitu tampilan terdapat pada LCD kemudian buzzer hidup dan melakukan
missed call dan SMS.
4.6 Pengujian Alat
4.6.1 Pengujian Input
1) Accelerometer
Berikut merupakan tampilan perintah pada accelerometer dapat dilihat
pada gambar 4.7.
42
Gambar 4.7 Tampilan listing program dari Accelerometer
Accelerometer pada sistem ini menggunakan library mpu6050. Listing
program mpu6050.update untuk mengupdate data dari acceleromter yang
menyebabkan hasil nilai di LCD berubah-ubah.
Berikut merupakan tampilan hasil perintah pada accelerometer dapat dilihat
pada gambar 4.8.
Gambar 4.8 Tampilan hasil listing program dari Accelerometer
43
2) Vibration sensor
Berikut merupakan tampilan perintah pada accelerometer dapat dilihat
pada gambar 4.9.
Gambar 4.9 Tampilan listing program dari Vibration Sensor
Pada listing program baca_data berguna untuk membaca pin_data terdapat
pada pin 13 dari vibration sensor, saat terjadi gempa dibaca getarannya. Ketika
baca_data == 1 maka “Terjadi gempa” yang tampilan terdapat pada LCD, SMS
kemudian buzzer hidup dan melakukan missed call. Dan ketika else atau baca_data
== 0 maka tidak terjadi gempa.
Berikut merupakan tampilan hasil perintah pada Vibration Sensor dapat
dilihat pada gambar 4.10.
Gambar 4.10. Tampilan hasil listing program dari Vibration Sensor
44
4.6.2 Pengujian Output
1) Buzzer
Berikut merupakan tampilan perintah pada buzzer dapat dilihat pada gambar
4.11.
Gambar 4.11 Layar Tampilan pada Buzzer
45
2) LCD
Berikut merupakan tampilan perintah pada LCD dapat dilihat pada gambar
4.12.
Gambar 4.12 Layar Tampilan pada LCD
46
Berikut merupakan tampilan hasil pada LCD yang dapat dilihat pada
gambar 4.13
Gambar 4.13 Layar Tampilan pada LCD
3) SIM800L
Pada rangkaian SIM800L dapat digunakan untuk mengirim SMS, calling,
dan transfer data. Pada sistem ini mampu mengirim SMS dan calling pada dua
nomor yang berbeda.
Berikut merupakan tampilan perintah missed call dapat dilihat pada gambar
4.14
Gambar 4.14 Layar Tampilan pada Perintah Missed call
47
Berikut merupakan tampilan output dari perintah telepon pada android
yang dapat dilihat pada gambar 4.15
Gambar 4.15 Layar Tampilan pada Android
Berikut merupakan tampilan perintah mengirim SMS dapat dilihat pada
gambar 4.16
Gambar 4.16 Layar Tampilan pada Perintah Mengirim SMS
48
Berikut merupakan tampilan output dari mengirim SMS pada android yang
dapat dilihat pada gambar 4.17
Gambar 4.17 Layar Tampilan Output dari Mengirim SMS pada Android
49
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari hasil dan pengujian tugas akhir yang
berjudul “Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gempa Menggunakan Vibration
Sensor Dan Accelerometer Berbasis Arduino Uno” sebagai berikut:
1) Alat pendeteksi gempa menggunakan vibration sensor dan accelerometer
berbasis arduino uno berbasis dirancang dan dibuat.
2) Bila alat ini mendeteksi adanya getaran maka alat ini akan menampilkan
informasi “TERJADI GEMPA” pada LCD kemudian buzzer hidup dan
melakukan missed call dan SMS.
5.2 Saran
Berikut adalah saran dari rancang bangun alat pendeteksi gempa
menggunakan vibration sensor dan accelerometer berbasis arduino uno:
1) Dari hasil uji coba menggunakan sensor accelerometer hanya menampilkan
derajat pergeseran, diharapkan ditambah jenis sensor lainnya untuk
menampilkan info lain nya.
2) Dari hasil uji coba hanya menggunakan adaptor, alat tidak bekerja jika ada arus
listrik, diharapkan menambah battrey sehingga alat dapat bekerja dengan
maksimal.
3) Dari hasil uji coba menggunakan kartu telkomsel, diharapkan menggunakan
kartu perdana yang sinyalnya kuat sesuai daerah tempat dipasang alat.
4) Untuk rancangan mekanik dapat dirancang dalam skala besar untuk
pengembangan yang lebih besar
50
DAFTAR PUSTAKA
A, A. (2017, Maret 24). Retrieved from Part 1: Pengertian Bahasa Pemrograman C:
https://www.duniailkom.com/tutorial-belajar-c-pengertian-bahasa-pemrograman-
c/
Andre. (2017, Maret 24). Tutorial Belajar C Part 1: Pengertian Bahasa Pemrograman C.
Dipetik Mei 19, 2018, dari Dunia Ilkom: https://www.duniailkom.com/tutorial-
belajar-c-pengertian-bahasa-pemrograman-c/
Cintia, E. M. (2016). Lampu Otomatis Penerang Jalan Tol Berbasis Mikrokontroler.
Palembang.
Fathoni, A. (2014, Oktober 31). Perangkat Keras (Hardware) Komputer. Dipetik Juli 7,
2018, dari Zona Siswa: https://www.zonasiswa.com/2014/10/perangkat-keras-
hardware-komputer.html
Priyadi I, E. W. (2014). Peranjangan alat pendeteksi gempa berpotensi tsunami sinyal audio
melalui media jala-jala listrik. Irnanda.
Pujianto. (2017). Bahan Kuliah Perencanaan Struktur Tahan Gempa. Universitas
Muhammadiyah Yogyakarta.
Putri, D. M. (2017, Februari 23). Mengenal Wemos D1 Mini dalam Dunia IOT. Dipetik
Mei 5, 2018, dari Ilmu TI: http://ilmuti.org/?s=wemos+d1
Santoso. (2015). Panduan Praktis Arduino Untuk Pemula. Retrieved from
www.elangsakti.com/e-book.
Trituma, S. W. (2007). Badan Kordinasi Nasional Penanggulangan Bencana. Pengenalan
Karakteristik Bencana dan Upaya Mitigasinya di Indonesia.
51
LAMPIRAN
Lampiran 1 Source Code :
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
#include <Wire.h>
#include <MPU6050_tockn.h>
#include <Wire.h>
MPU6050 mpu6050(Wire); //accelorometer
#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial SIM800L(7, 8); // RX | TX
// Connect the SIM800L TX to Arduino pin 7 RX.
// Connect the SIM800L RX to Arduino pin 8 TX.
#define pin_data 13 //input sensor gempa
int baca_data;
#define buzzer 3 //pinoutput buzzer
void setup(){
SIM800L.begin(9600);
SIM800L.println("AT+CMGF=1");
Serial.println("SIM800L started at 9600");
delay(1000);
Serial.println("Setup Complete! SIM800L is Ready!");
SIM800L.println("AT+CNMI=2,2,0,0,0");
Serial.begin(9600);
Wire.begin();
mpu6050.begin();
//mpu6050.calcGyroOffsets(true);
lcd.begin();
lcd.begin();
pinMode(pin_data,INPUT);
pinMode(buzzer, OUTPUT);}
void loop(){
mpu6050.update();
int baca_data = digitalRead(pin_data);
if(baca_data==1){
lcd.clear();
lcd.setCursor(1,0);
lcd.print("TERJADI GEMPA");
digitalWrite(buzzer,HIGH);
sendmsg();
//coding untuk calling
SIM800L.write("ATD082363249026;\r\n");
delay(7000);
SIM800L.write("ATH\r\n");
delay(2000);
SIM800L.write("ATD082367296283;\r\n");
delay(7000);
SIM800L.write("ATH\r\n");
}
else{
lcd.clear();
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("X:");
lcd.print(mpu6050.getAngleX());
lcd.setCursor(8,0);
lcd.print("Y:");
lcd.print(mpu6050.getAngleY());
lcd.setCursor(5,1);
lcd.print("Z:");
lcd.print(mpu6050.getAngleZ());
digitalWrite(buzzer,LOW);delay(1000);}}
void sendmsg(){
float x=(mpu6050.getAngleX());
float y=(mpu6050.getAngleY());
float z=(mpu6050.getAngleZ());
String o=String(x,DEC);
String p=String(y,DEC);
String q=String(z,DEC);
String message = String ("Terjadi Gempa ") +"X:"+ o
+" Y:"+ p +" Z:"+ q;
Serial.println(message);
sensSms(message, "082367296283");
sensSms(message, "082363249026");
}
void sensSms(String message, String number){
SIM800L.println("AT+CMGF=1"); //Sets the GSM Module in Text Mode
SIM800L.println("AT+CMGS=\"082367296283\"\r\n"); // Replace x with
mobile number
delay(5000);
SIM800L.print(message);// The SMS text you want to send
delay(500);
SIM800L.println((char)26);// ASCII code of CTRL+Z
delay(500);
//Untuk menambah no hp untuk sms
SIM800L.println("AT+CMGF=1"); //Sets the GSM Module in Text Mode
delay(500); // Delay of 1000 milli seconds or 1 second
SIM800L.println("AT+CMGS=\"082363249026\"\r\n"); // Replace x with
mobile number
delay(5000);
SIM800L.print(message);// The SMS text you want to send
delay(500);
SIM800L.println((char)26);// ASCII code of CTRL+Z
}
