Upload
afhamramadhan
View
234
Download
5
Embed Size (px)
Citation preview
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
1/97
SISTEM KEAMANAN RUMAH SEDERHANA
BERBASISKAN MIKROKONTROLLER PIC16F877A
SkripsiSebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar
Sarjana Sains
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
Oleh
AFHAM RAMADHAN104097003105
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI
SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA
2013 M/1434 H
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
2/97
SISTEM KEAMANAN RUMAH SEDERHANA
BERBASISKAN MIKROKONTROLLER PIC16F877A
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar
Sarjana Sains
Fakultas Sains dan TeknologiUniversitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
AFHAM RAMADHAN
104097003105
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI
SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA
2013 M/1434 H
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
3/97
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
4/97
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
5/97
PERNYATAAN
DENGAN INI SAYA MENYATAKAN BAHWA SKRIPSI INI BENAR HASIL
KARYA SENDIRI YANG BELUM PERNAH DIAJUKAN SEBAGAI SKRIPSI
ATAU KARYA ILMIAH PADA PERGURUAN TINGGI ATAU LEMBAGA
MANAPUN.
Jakarta , 29 April 2013
Afham Ramadhan 104097003105
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
6/97
i
ABSTRAK
Pada tugas akhir ini dibuat sistem keamanan rumah yang sangat sederhana
dengan menggunakan perangkat yang mudah didapat yaitu mikrokontroller dan
beberapa sensor. Mikrokontroller yang digunakan adalah PIC16F877A dan sensor
yang digunakan adalah infra merah dan switch. Sistem menggunakan sensor sebagai
input untuk mikrokontroller dan lampu LED sebagai output-nya. Sistem keamanan
rumah sederhana ini diharapkan bisa menjadi salah satu cara untuk meningkatkan
keamanan rumah di masyarakat pada umumnya
Kata kunci : Mikrokontroller PIC16F877A, Sensor Infra Merah, Sensor Passive Infra
Red, Sistem Keamanan Rumah.
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
7/97
ii
ABSTRACT
This paper presents about home security sistem which very simple to make with
devices that easy to get which are microcontroller and few sensors. On this papers
microcontroller that be used is PIC16F877A and the sensors are infra red modul and
switch component. The system uses sensors as input to microcontroller and LED
lamp as output. The simple home security system is expected to be one of ways
which can improve home security at society.
Keywords : PIC16F877A Microcontroller, Infra red Sensor, Passive Infra Red
Sensor, Home Security System.
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
8/97
iii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah segala puji serta syukur penulis ucapkan pada Allah SWT,
karena berkat Maha Pengasih dan Maha Penyayang-Nya Ia masih memberi nikmat
berupa keimanan, kesehatan dan kesempatan hingga penulis mampu menyelesaikan
Tugas Akhir ini. Shalawat serta salam dihaturkan pada Nabi Muhammad SAW,
karena berkat perantara dan perjuangannya nikmat iman dan islam dapat dirasakan
hingga saat ini.
Pada kesempatan kali ini dengan tulus penulis mengucapkan banyak terima
kasih pada semua yang telah banyak membantu dan mendukung hingga skripsi ini
berhasil diselesaikan dengan baik, di antaranya:
Orang tua tercinta yaitu Ayah, Ibu, Bapak, dan Mama atas segala dukungan
curahan tulus kasih dan sayang tak terbalas.
Istri tercinta, Eka Yuliana, yang selalu mendampingi dan menemani.
Semua Om dan tante serta maknek dan yang lainnya yang turut membantu
dan menyumbang sehingga skripsi ini bisa dilanjutkan.
Bpk Edi Sanjaya, MSi selaku pembimbing I tugas akhir ini, atas segala ilmu
yang diberikan dan banyak waktu yang telah diluangkan.
Bpk Ambran Hartono, MSi selaku pembimbing II tugas akhir ini atas segala
masukan, dukungan serta kepercayaan yang telah banyak diberikan.
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
9/97
iv
Bpk Priyambodo, SSi selaku laboran Pusat Laboratorium Terpadu UIN Syarif
Hidayatullah Jakarta, atas banyak ilmu baru dan segala kesabaran yang telah
banyak diberikan dalam menuntun penulis.
Dan seluruh pihak-pihak baik secara langsung maupun tak langsung telah
banyak membantu dalam penulisan tugas akhir ini. Terma kasih.
Jakarta, 7 Mei 2013
Afham Ramadhan
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
10/97
v
DAFTAR ISI
ABSTRAK ..................................................................................................... i
KATA PENGANTAR .................................................................................. iii
DAFTAR ISI ................................................................................................. v
DAFTAR GAMBAR .................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ........................................................................................ x
BAB I PENDAHULUAN.............................................................................. 1
1.1 Latar Belakang........................................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah................................................................................... 2
1.3 Tujuan Penelitian.................................................................................... 2
1.4
Manfaat Penelitian.................................................................................. 3
1.5 Pembatasan Masalah.............................................................................. 3
1.6 Metode Penelitian.................................................................................... 3
1.7 Sistematika Penulisan............................................................................. 4
BAB II DASAR TEORI................................................................................ 6
2.1. Sensor..................................................................................................... 7
2.1.1. Sensor Cahaya..................................................................... 8
2.1.2. Sensor Suara......................................................................... 11
2.1.3. Sensor Suhu........................................................................... 13
2.1.4. Sensor Gaya........................................................................... 15
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
11/97
vi
2.2 Mikrokontroller....................................................................................... 19
2.2.1. Spesifikasi Mikrokontroller.................................................. 21
2.2.2. Struktural Memori dan CPU................................................ 21
2.2.3. Konfigurasi PIN input danoutput.........................................23
2.2.4. Instruksi Pada Mikrokontroller PIC................................... 27
2.2.5 Algoritma Dan Flow Chart................................................... 35
2.3 . Program Aplikasi................................................................................... 37
2.3.1. MikroC................................................................................... 37
2.3.2. WinPIC800............................................................................. 41
2.3.3. Proteus.................................................................................... 42
2.4. Penggunaan Mikrokontroller............................................................... 47
BAB III PERANCANGAN PERANGKAT................................................. 49
3.1. Waktu Dan Tempat Penelitian.............................................................. 49
3.2. Cara Kerja Sistem.................................................................................. 49
3.3. Perancangan perangkat lunak (software)............................................. 51
3.3.1. Program Simulasi................................................................... 51
3.3.2. Pemograman Mikrokontroller.............................................. 54
3.4. Perancangan Perangkat Keras.............................................................. 56
3.4.1. Sistem Minimum Mikrokontroller PIC16F877A............... 56
3.4.2. Sensor Passive Infra Red....................................................... 59
3.4.3. Sensor Infra Merah............................................................... 60
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
12/97
vii
3.4.3.1. Pemancar Infra Merah (Infra Red Transmitter) 60
3.4.3.2. Penerima Infra Merah (Infra Red Receiver) 63
3.4.4. Switch...................................................................................... 65
3.4.5. Lampu LED........................................................................... 66
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN....................................................... 69
4.1. Pengujian Sensor Pada Program Simulasi............................................ 69
4.2. Pengujian Sensor Pada Prototipe.......................................................... 69
4.2.1. Sensor Infra merah................................................... 72
4.2.2. Sensor Passive Infra Red.......................................... 75
4.2.3. Sensor Switch............................................................. 77
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN......................................................... 79
5.1. Kesimpulan.............................................................................................. 79
5.2. Saran........................................................................................................ 79
DAFTAR PUSTAKA..................................................................................... 81
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
13/97
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 LDR....................................................................................................... 9
Gambar 2.2 Phototransistor....................................................................................... 9
Gambar 2.3 Skema Phototransistor........................................................................... 10
Gambar 2.4 Photodioda............................................................................................. 10
Gambar 2.5 Skema Photodioda................................................................................. 10
Gambar 2.6 Rangkaian sensor suara.......................................................................... 12
Gambar 2.7 Thermocouple .......................................................................................13
Gambar 2.8 (a) Detektor suhu tahanan (b) Simbol RTD........................................... 14
Gambar 2.9 Thermistor.............................................................................................. 15
Gambar 2.10 Sensor suhu IC..................................................................................... 15
Gambar 2.11 Strain gauge.........................................................................................16
Gambar 2.12 Penggunaan Sensor Tekan pada Pengukur Regangan Kawat............ 18
Gambar 2.13 Alur program memori......................................................................... 22
Gambar 2.14 Karakteristik CMOS............................................................................24
Gambar 2.15 Port ADC di mikrokontroller...............................................................26
Gambar 2.16 Contoh penerapan algoritma................................................................ 36
Gambar 2.17 Ikon MikroC........................................................................................ 38
Gambar 2.18 Mengawali Pemakaian MikroC........................................................... 38
Gambar 2.19 Membuat Project program.................................................................. 39
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
14/97
ix
Gambar 2.20 Window editor..................................................................................... 40
Gambar 2.21 Meng-Compile program..................................................................... 40
Gambar 2.22 Tampilan WinPic................................................................................ 41
Gambar 2.23 Ikon untuk menghapus program di WinPIC800.................................. 42
Gambar 2.24 Ikon downloadprogram ke mikrokontroller........................................ 42
Gambar 2.25 ikon untuk mencari komponen di Proteus........................................... 43
Gambar 2.26 Mencari komponen dengan keyword................................................... 44
Gambar 2.27 Hasil pencarian dengan keyword....................................................... 44
Gambar 2.28 Penyelesaian pencarian komponen....................................................... 45
Gambar 2.29 Hasil pencarian dengan komponen................................................... 45
Gambar 2.30 Memasukanfile hex ke mikrokontroller simulasi................................ 46
Gambar 2.31 Powerdan ground simulasi ................................................................. 46
Gambar 2.32 Menjalankan simulasi.......................................................................... 47
Gambar 3.1 Langkah dasar sistem keamanan............................................................ 49
Gambar 3.2 Mikrokontroller simulasi di Proteus....................................................... 51
Gambar 3.3 Mikrokontroller PIC16F877A di Aplikasi Proteus................................ 52
Gambar 3.4 Desain simulasi sistem keamanan.......................................................... 53
Gambar 3.5 Sistem minimum mikrokontroller.......................................................... 56
Gambar 3.6Development board EMP-877................................................................ 57
Gambar 3.7 Modul PIR (Passive Infra Red).............................................................. 58
Gambar 3.8 Skema infra red transmitter................................................................... 61
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
15/97
x
Gambar 3.9 Modul pemancar infra merah............................................................... 61
Gambar 3.10 Skema modul receiver.......................................................................... 63
Gambar 3.11 Modul receiver infra red...................................................................... 63
Gambar 3.12 Sensor switch........................................................................................ 65
Gambar 3.13 Lampu LED.......................................................................................... 65
Gambar 3.14 Skema desain sistem keamanan rumah................................................ 66
Gambar 3.16 Simulasi skema desain penelitian......................................................... 67
Gambar 4.1 Simulasi cara kerja sensor 1................................................................... 68
Gambar 4.2 Simulasi cara kerja sensor 2................................................................... 69
Gambar 4.3 Simulasi cara kerja sensor 3................................................................... 70
Gambar 4.4 Kondisi Awal Sistem ............................................................................. 70
Gambar 4.5 Detail Sistem.......................................................................................... 71
Gambar 4.6 Letak Jumper.......................................................................................... 72
Gambar 4.7 Tes Sensor Infra red............................................................................... 73
Gambar 4.8 Tes Sensor Passive Infra Red(PIR)....................................................... 77
Gambar 4.9 Tes Sensor switch................................................................................ 77
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
16/97
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Konversi bilangan ........................................................................... 36
Tabel 2.2 Contoh penggunaan bilangan ......................................................... 36
Tabel 4.1 Konfigurasi jumper......................................................................... 75
Tabel 4.2 Logika sensor infra red.................................................................... 75
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
17/97
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG
Pada masa kini semakin banyak penelitian tentang IR (infra red) atau infra
merah yang dilakukan. Cahaya infra merah memiliki karakteristik panjang
gelombang yang tidak bisa dilihat oleh mata akan tetapi dapat dideteksi. Oleh
karena itu, karakteristik cahaya infra merah ini banyak digunakan untuk berbagai
macam aplikasi. Cahaya infra merah juga kerap kali digunakan sebagai sensor.
Sensor yang menggunakan cahaya infra merah ini sangat murah dan mudah
digunakan dalam berbagai bidang dan alat, terutama dalam pembuatan sistem
robot [1].
Dengan demikian maka sistem keamanan bisa juga didesain dengan
menggunakan infra merah sebagai sensor. Banyak perangkat keamanan yang telah
dibuat dengan spesifikasi yang berbeda-beda. Ada sistem keamanan yang
memasang sensor di jendela rumah atau juga ada yang menggunakan kamera
pengintai yang telah diberi kemampuan algoritama untuk membaca pergerakan di
daerah yang diamati. Di antara sistem-sistem tersebut ada yang aktivatornya
menggunakan alarm dan ada juga yang menggunakan sistem on line dengan
menggunakan koneksi jaringan atau telepon genggam.
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
18/97
2
Sistem keamanan yang bersifat on line memungkinkan sistem untuk selalu
menjaga rumah baik dalam kondisi sedang ada penghuni atau ketika sedang tidak
ada penghuni. Sistem tersebut memberi info adanya gangguan di rumah langsung
ke penghuni dengan menggunakan telepon genggam atau terhubung langsung ke
unit keamanan yang terdekat dengan rumah yang bisa berupa pos keamanan atau
kantor aparat keamanan terdekat berdasarkan sistem yang telah terkoneksi.
Di antara banyak macam sensor terdapat sensor yang dapat digunakan untuk
sistem keamanan rumah yaitu sensor passive infra red. Sensor tersebut memiliki
kelebihan di antara sensor lain yaitu murah dan memiliki fungsi yang sangat cocok
sebagai sensor sistem keamanan rumah. Karena sensor mampu mendeteksi
pergerakan di wilayah yang diamati. Untuk membuktikan hipotesa ini akan
dilakukan penelitian dengan judul seperti tersebut di atas.
1.2. RUMUSAN MASALAH
Bagaimana membuat sistem keamanan rumah yang murah dan kredibel ?
Bagaimana membuat sistem keamanan rumah yang kosong atau ditinggal
penghuni ?
1.3.TUJUAN PENELITIAN
Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah :
Membuat sistem keamanan rumah dengan menggunakan sensor.
Membuat simulasi sistem keamanan rumah yang dikendalikan oleh
mikrokontroller sesuai dengan instruksi useratau penghuni.
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
19/97
3
1.4. MANFAAT PENELITIAN
Penelitian ini mempunyai manfaat supaya bisa diaplikasikan pada sistem
rumah. Sehingga membantu penghuni rumah dalam meningkatkan keamanan
rumah dengan sistem otomatis yang sederhana dengan dikendalikan oleh
mikrokontroller yang mudah didapatkan di pasar.
1.5. PEMBATASAN MASALAH
Dalam tugas akhir ini ruang lingkup pembahasan masalah dibatasi pada :
a.Sistem keamanan sederhana hanya menggunakan beberapa sensor berupa
switch, pemancar dengan penerima infra merah danpassive infra red.
b.Sistem keamanan sederhana berupa prototipe.
c.Sistem keamanan sederhana yang akan dibuat adalah bersifat simulasi.
d.Sistem keamanan tidak menggunakan sistem on line sebagai aktivator seperti
koneksi internet atau telepon genggam.
1.6. METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dengan beberapa tahap, yang terdiri dari :
Studi literatur dan diskusi
Tahap ini dilakukan untuk mengumpulkan informasi mengenai teori secara
keseluruhan, metodologi, dan komponen terkait yang dibutuhkan selama
penelitian ini. Tahapan ini dilakukan dari awal hingga akhir penelitian.
Penelitian
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
20/97
4
Penelitian dalam pembuatan sistem lampu otomatis diawali dengan
menggunakan software simulasi untuk membuat simulasi rangkaian. Lalu
dengan software compiler untuk memprogram mikrokontroller.
Pembuatan prototipe
Setelah berhasi dengan simulasi maka akan dilanjutan dengan membuat
prototipe dengan komponen yang sesuai dengan rancangan dan diuji melalui
program simulasi.
1.7. SISTEMATIKA PENULISAN
Bab I : Pendahuluan
Pada bab ini dijelaskan mengenai latar belakang, tujuan penelitian,
pembatasan masalah, metode penelitian, dan sistematika penulisan.
Bab II : Dasar Teori
Pada bab ini dijelaskan mengenai teori komponen-komponen
elektronik dan pemograman yang digunakan untuk membuat sistem
keamanan sederhana.
Bab III : Perancangan Perangkat Sistem
Pada bab ini dijelaskan tentang membuat sistem keamanan
sederhana yang terdiri dari perancangan software yang berupa
pemograman untuk mikrokontroller dan hardware yang menjadi
perangkat prototipe dari sistem tersebut.
Bab IV : Hasil Pengujian sistem dan Pembahasan
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
21/97
5
Pada bab ini akan dijelaskan tentang hasil perancangan dan
pembuatan sistem. Selain itu juga akan diberikan pembahasan
pengujian sistem yang telah dibuat.
Bab V : Kesimpulan dan saran
Bab ini berisi kesimpulan dan saran tentang penelitian ini.
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
22/97
6
BAB II
DASAR TEORI
Sistem yang akan dikembangkan adalah berupa prototipe dari sistem rumah
otomatis terintegrasi. Sistem ini terbentuk dari dua sistem yaitu perangkat lunak
(software) dan perangkat keras (hardware). Perangkat lunak meliputi program yang
akan menjalankan eksekusi dari perintah-perintah yang telah ditulis dalam bahasa
pemograman lalu hasil eksekusi tersebut akan diteruskan oleh perangkat keras dengan
melakukan sesuai dengan perintah yang ditulis di program.
Langkah-langkah dasar sistem otomatis adalah bahwa perangkat keras yang
terdiri dari komponen-komponen elektronik terdiri dari perangkat sensor dan
perangkat yang berfungsi untuk membaca data dari sensor lalu mengolah untuk bisa
mengirimkan perintah yang telah diproses ke bagian komponen aktivator yang akan
melakukan perintah tersebut.
Komponen yang berfungsi sebagai sensor berupa LDR (light dependent
Resistor) atau resistor yang bergantung pada intensitas cahaya, komponen sensor
lainnya bisa juga berupa switch. Sedangkan komponen yang berfungsi untuk
membaca data dari sensor dan mengolahnya untuk bisa dieksekusi adalah
mikrokontroller. Komponen aktivatornya bisa berupa alarm, lampu, dan servo.
Pada bagian selanjutnya dari sub bab ini akan dibahas secara lebih rinci
mengenai tahap-tahap yang akan dilakukan dalam tugas akhir ini.
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
23/97
7
2.1.
SENSOR
Sensor adalah device atau komponen elektronika yang digunakan untuk
merubah besaran fisik menjadi besaran listrik sehingga bisa dianalisa dengan
menggunakan rangkaian listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian
pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian.
Jenis sensor secara garis besar bisa dibagi menjadi 2 jenis yaitu :
Sensor fisika
Sensor fisika adalah sensor yang mendeteksi suatu besaran berdasarkan
hukum-hukum fisika. Yang termasuk kedalam jenis sensor fisika yaitu :
Sensor cahaya
Sensor suara
Sensor suhu
Sensor gaya
Sensor percepatan
Sensor kimia
Sensor kimia adalah sensor yang mendeteksi jumlah suatu zat kimia
dengan cara mengubah besaran kimi menjadi besaran listrik. Biasanya ini
melibatkan beberapa reaksi kimia. Yang termasuk kedalam jenis sensor kimia
yaitu :
Sensor PH
Sensor Gas
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
24/97
8
Sensor oksigen
Sensor Ledakan
dll
untuk selanjutnya pembahsan kita akan lebih difokuskan pada jenis Sensor Fisika
dan implementasinya dalam rangkaian elektronika sederhana
2.1.1. SENSOR CAHAYA
Sensor cahaya adalah komponen sensor yang dapat mendeteksi adanya
cahaya dan kemudian mengubahnya menjadi energi atau sinyal listrik untuk
dipakai pada suatu rangkaian yang memakai cahaya sebagai
pemicunya.Komponen sensor cahaya yang biasa dipakai ada beberapa jenis
seperti LDR (light dependent resistor), photo transistor, dan dioda photo
atauphotodiode.
Komponen-komponen sensor ini sering dipakai pada rangkaian
elektronika. Untuk penjelasan lebih rinci tentang komponen-komponen sensor
cahaya dapat dilihat pada penjelasan di bawah ini :
LDR (LIGHT DEPENDENT RESISTOR)
LDR yang disebut juga photoresistor pada prinsipnya yaitu sebuah
resistor yang nilai resistansinya bergantung pada seberapa banyak cahaya
yang jatuh pada permukaan sensornya. Prinsip kerja LDR itu sendiri adalah
nilai resistansinya akan bertambah besar apabila tidak terkena cahaya (malam
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
25/97
9
hari ) dan akan berkurang nilai resistansinya apabila terkena cahaya ( siang
hari).
Gambar 2.1 LDR
LDR ini umumnya digabungkan dengan beberapa transistor untuk
membentuk rangkaian lampu otomatis atau rangkaian lainnya. Kelebihannya
tak ada kode spesial untuk membaca nilai resistasi pada LDR ini.
PHOTOTRANSISTOR
Gambar 2.2 Phototransistor
Transistor photo atau phototransistor secara sederhana adalah sebuah
transistor bipolar yang memakai kontak (junction) base-collector yang
menjadi permukaan agar dapat menerima cahaya sehingga dapat digunakan
menjadi sensor cahaya.
Phototransistor mempunyai kemampuan kepekaan yang lebih baik
dibanding dengan diodafoto, Ini disebabkan elektron yang dihasilkan oleh
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
26/97
10
foton cahaya pada kaki junction di-injeksikan dibagian base transistor tersebut
yang kemudian diperkuat di kaki c atau kolektornya.
Gambar 2.3 Skema Phototransistor
Kekurangannya adalah respon dari sensor cahaya phototransistor ini akan
lebih lambat dibanding dengan diode foto.
PHOTODIODA
Gambar 2.4 Photodioda [2]
Dioda photo atau biasa disebut photodioda yaitu sejenis komponen dioda yang
dapat mendeteksi cahaya. Layaknya dioda biasa, komponen ini juga
mempunyai p-n, hanya saja dibuat peka terhadap cahaya.
Gambar 2.5 Skema Photodioda [2]
Tipe cahaya yang bisa mempengaruhi diode photo ini yakni sinar matahari,
sinar infra merah, sinar ultra ungusampai dengan sinar-x. pemakaian diode
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
27/97
11
photo sangat beragam, diantaranya yaitu sebagai penghitung otomatis jumlah
kendaraan yang lewat di jalur tol, sebagai pengukur intensitas cahaya pada
kamera digital serta juga digunakan sebagai komponen sensor cahaya pada
peralatan medis.
2.1.2. SENSOR SUARA
Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang
Sinusiuda suara menjadi gelombang sinus energi listrik (Alternating Sinusioda
Electric Curret). Sensor suara bekerja berdasarkan besar/kecilnya kekuatan
gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan
bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil
dibalik membran tadi naik dan turun.
Kecepatan gerak kumparan menentukan kuat-lemahnya gelombang
listrik yang dihasilkannya. Komponen yang termasuk dalam Sensor suara
yaitu microphone. Micropone adalah komponen elektronika dimana cara
kerjanya yaitu membran yang digetarkan oleh gelobang suara akan
menghasilkan sinyal listrik.
Suara dapat dideteksi dengan mikrofon seperti komponen mikrofon
kapasitor. Untuk efisiensi, umumnya sensor suara yang digunakan ialah
microphone insert, sebuah isi mikrofon tanpa badan dan kaki penyangga.
Piranti ini merupakan dasar dari mikrofon, memiliki 2 kaki sambungan
dibagian belakang. Salah satu jenis dari mikrofon insert yakni mikrofon kristal
mampu menghasilkan sinyal output tanpa memerlukan catu daya.[3]
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
28/97
12
Komponen-Komponen Pembuatan Sensor Suara :
Resistor
Resistor adalah komponen elektronik dua saluran yang didesain untuk
menahan arus listrik dengan memproduksi penurunan tegangan diantara
kedua salurannya sesuai dengan arus yang mengalirinya, berdasarkan
hukum Ohm
Condensator
Trimpot
Dioda
Integrated Circuit (IC)
Condensator Mic
LED
PCB Matriks
Potensio Meter 100 k
Gambar 2.6 rangkaian sensor suara[3]
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
29/97
13
2.1.3.
SENSOR SUHU
Ada 4 jenis utama sensor suhu yang biasa digunakan :
a)Thermocouple
Thermocouple pada pokoknya terdiri dari sepasang penghantar
yang berbeda disambung las dilebur bersama satu sisi membentuk hot
atau sambungan pengukuran yang ada ujung-ujung bebasnya untuk
hubungan dengan sambungan referensi. Perbedaan suhu antara
sambungan pengukuran dengan sambungan referensi harus muncul untuk
alat ini sehingga berfungsi sebagai thermocouple. Thermocouple pada
prinsipnya menggunakan perbedaan suhu antar sambungan penghantar
menyebabkan terbangkitnya tegangan DC yang kecil
Gambar 2.7 Thermocouple [4]
b)Detektor Suhu Tahanan
Konsep utama dari yang mendasari pengukuran suhu dengan
detektor suhu tahanan (resistant temperature detector = RTD) adalah
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
30/97
14
tahanan listrik dari logam yang bervariasi sebanding dengan suhu.
Kesebandingan variasi ini adalah presisi dan dapat diulang lagi sehingga
memungkinkan pengukuran suhu yang konsisten melalui pendeteksian
tahanan. Bahan yang sering digunakan RTD adalah platina karena
kelinearan, stabilitas dan reproduksibilitas.
(a)
(b)
Gambar 2.8 (a) Detektor suhu tahanan (b) Simbol RTD [4]
c)Thermistor
Thermistor adalah resistor yang peka terhadap panas yang biasanya
mempunyai koefisien suhu negatif. Karena suhu meningkat, tahanan
menurun dan sebaliknya. Thermistor sangat peka (perubahan tahanan
sebesar 5 % per0C) oleh karena itu mampu mendeteksi perubahan kecil
di dalam suhu.
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
31/97
15
Gambar 2.9 Thermistor
d)SensorSuhuRangkaian Terpadu (IC)
Sensor suhu dengan IC ini menggunakan chip silikon untuk elemen
yang merasakan (sensor). Memiliki konfigurasi output tegangan dan arus.
Meskipun terbatas dalam rentang suhu (dibawah 2000C), tetapi
menghasilkan outputyang sangat linear di atas rentang kerja.
Gambar 2.10 Sensor suhu IC
2.1.4.SENSOR GAYA
Sensor gaya adalah sensor yang membaca nilai dari gaya yang diterima
dari sensor tersebut. Sensor gaya ada beberapa jenis, di antaranya:
a. Strain Gauge
Sensor gaya yang sering digunakan adalah Strain Gauge, yang
prinsip kerjanya didasarkan pada efek piezoresistive dari bahan
semikonduktor, seperti silikon dan germanium. Sensor ini secara fisik
bentuknya dibuat kecil. Sensor ini mempunyai keluaran yang sensitip
terhadap perubahan temperatur, dan perubahan tahanannya sangat sensitif
tetapi tidak linier. Perubahan tahanan dinyatakan dengan Gauge Faktor
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
32/97
16
(GF) yaitu perbandingan perubahan tahanan dan perubahan panjang
(akibat terjadi regangan).
Strain gauge adalah komponen elektronika yang dipakai untuk mengukur
regangan. Strain gauge menghasilkan perubahan nilai tahanan yang
proporsional dengan perubahan panjang atau jarak (length).
Gambar 2.11 Strain gauge
Komponen bernama strain gauge (pengukur tekanan mekanis) sangat
peka terhadap perubahan gaya mekanik. Alat ini tersusun atas selembar
kertas foil logam tipis, yang dibentuk sedemikian rupa menjadi benang-
benang yang sangat halus. Lapisan film plastik membungkus keseluruhan
kertas ini.
b.
Sensor Tekanan
Prinsip kerja dari sensor tekanan ini adalah mengubah tegangan
mekanis menjadi sinyal listrik. kurang ketegangan didasarkan pada
prinsip bahwa tahanan pengantar berubah dengan panjang dan luas
penampang. Daya yang diberikan pada kawat menyebabkan kawat
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
33/97
17
bengkok sehingga menyebabkan ukuran kawat berubah dan mengubah
tahanannya, Aplikasi umum pengukuran tekanan balok seperti terlihat
pada gambar di bawah ini
Gambar 2.12 Penggunaan Sensor Tekan pada Pengukur Regangan Kawat
Pengukur regangan kawat bekerja pada prinsipnya bahwa tahanan
penghantar berubah dengan panjang dan luas penampang.
c. Sensor sentuh (TOUCH SENSOR)
Sensor sentuh biasanya digunakan pada pada layar sentuh
(Touchsreen). Touchsreen merupakan perangkat output berupa penampil
informa grafikal dan visual. Tetapi, yang memedakannya dengan monitor
biasa adalah user bisa langsung berinteraksi pada layar penampil secara
langsung. Caranya hanya dengan menyentuh layar dengan jari
atau pen yang biasa disebut dengan stylus. Sehingga dapat dikatakan
bahwa touchsreen merupakan layar monitor yang sensitif terhadap
sentuhan maupun tekanan.
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
34/97
18
Touchscreen sendiri memiliki tiga komponen utama yang
terdapat didalamnya, yaitu touch sensor, controller, dan software. Ketiga
komponen tersebut akan bekerja sequensial, mulai proses input sampai
output.Sentuhan yang terjadi pada monitor dapat diterjemahkan sebagai
input oleh touchscreen karena adanya sensor ini.
Jika dilihat dari jenisnya maka sensor sentuh dibagi menjadi
tiga jenis umum yang digunakan yaitu resitive sensor, capacitive sensor,
danwave sensor. ketiganya menggunakan prinsip yang berbeda, namun
pada dasarnya memiliki tujuan yang sama, yaitu menangkap setiap
perubahan gejala listrik yang terjadi akibat sentuhan. Sensor ini juga
disebut sebagai transducerkarena mampu menerjemahkan gaya luar
menjadi besaran listrik, seperti arus dan tegangan. Sinyal listrik tersebut
diteruskan menuju ke komponen selanjutnya, yaitu controller.
Sensor terletak dekat dengan sumber sentuh, yaitu pada area
pandang monitor tersebut. Layar output terlihat menembus sensor ini
sehingga tepat berada di bawah sensor. Setiap aktivits sentuhan (merujuk
pada prinsip jenis sensor) yang ada pada permukaan yang ditujukan pada
monitor akan diterjemahkan sebgai perintah yang sesuai pada tampilan
monitor tersebut. Hal ini memerlukan titik koordinat tertentu yang diatur
oleh dua komponen lain, controllerdan software.
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
35/97
19
2.2.
MIKROKONTROLLER
Mikrokontroller atau dalam bahasa indonesia yang berarti pengendali mikro
adalah salah satu komponen elektronik yang memiliki fungsi dan sifat seperti
komputer yaitu CPU (Central Processing Unit) atau unit pemrosesan terpusat, kode
memori, data memori, I/O (port untuk input dan output). Sesuai namanya yaitu
mikrokontroller bentuk komponen ini sangat kecil jika dibandingkan dengan PC
(personal computer) atau yang kita kenal dengan komputer desktop.
Mikrokontroller bisa diprogram sesuai dengan kebutuhan dan keinginan
pengguna. Oleh karena itu, didukung dengan bentuknya yang sangat kecil karena
mikrokontroller ini berupa IC (integrated circuit) dan dapat diprogram sesuai
keperluan sehingga mikrokontroller digunakan pada banyak alat elektronik terkini
yang hampir kebanyakan memiliki sistem otomatis.
Mikrokontroler sering digunakan dalam beberapa peralatan otomatik seperti
pengontrol mesin di mobil, pengontrol jarak jauh, mesin cuci otomatis,
pengkondisian udara (AC) peralatan perkantoran dll. Keuntungan dari penggunaan
mikrokontroler yaitu memperkecil ukuran peralatan, mengurangi biaya dan konsumsi
listrik.
Ada banyak jenis mikrokontroller yang terdapat di pasaran. Setiap merek dari
mikrokontroller pun memiliki varian jenis yang berbeda pula. Di antara merk
mikrokontroller yang umumnya banyak digunakan adalah :
a.Motorola
Motorola memiliki jenis seri diantaranya : 6HC05, 6HC08, 6HCC11, 6HC12
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
36/97
20
b.Atmel
Atmel memiliki nama jenis diantaranya :
AT-Tiny (Tini 11, Tini 12)
ATmega (ATmega 8, ATmega8535)
AT90SXXXX (AT90S1200, AT90S2313)
c.Zilog
Zilog memiliki varian yang diantaranya : Z8GP, eZ80, Z80P
d.Intel
Intel memiliki jenis mikrokontroller yang diantaranya adalah 8051 dan 8052
e.Mikrochip
Mikrochip memiliki varian dan jenis yang berbeda, diantaranya :
Kinerja Rendah (Low End) (12 bit) :
12C508, 12C508, 12CR509A
Kinerja Menengah (Mid End) (14 bit) :
16C61, 16CR84, 16CE624, 16F628
Kinerja Tinggi (High End) (16 bit) :
18C242, 18F242, 18F8525
Masing-masing mikrokontroller memiliki kekurangan dan kelebihan dan pengguna
kadang memiliki kecenderungan untuk lebih memilih pada salah satu mikrokontroller
pada merk tertentu.
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
37/97
21
2.2.1.
SPESIFIKASI MIKROKONTROLLER
Pada umumnya mikrokontroller memiliki spesifikasi yang mirip, hanya saja ada
beberapa fitur dan letak urut pin input dan outputyang berbeda. Selain itu juga ada
perbedaan kapasitas memori RAM, data EEPROM dan hal yang lainnya. Pada
pembahasan ini hanya akan dijelaskan salah satu dari mikrokontroller dari sekian
banyak mikrokontroller yaitu Mikrokontroller PIC jenis PIC16F877A.
Mikrokontroller ini memiliki spesifikasi diantaranya sebagai berikut :
Memiliki mode pengaturan daya.
Kemampuan mengeksekusi instruksi dalam waktu 200 nanosecond.
Mudah untuk diprogram karena hanya memiliki 35 instruksi.
Memiliki CMOS Flash-based 8 bit.
PIC16F88 memiliki fitur osilator internal 8 MHz.
256 bytes data memori EEPROM.
Terdapat sebuah capture/compare/PWM.
Memiliki fitur USART yang bisa diatur addres-nya.
Memiliki 40 pin.
8 channels 10 bit konverter Analog ke Digital (A/D).
2 komparator.
2.2.2. STRUKTURAL MEMORI DAN CPU
Memori mikrokontroller PIC16F877A terdiri dari dua bagian, yaitu memori
program dan memori data. Lalu memori data dibagi menjadi dua bagian yaitu general
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
38/97
22
purpose RAM dan special function registers(SFR). Special Function Registersadalah
register yang digunakan oleh CPU dan modul perangkat untuk mengendalikan
pengoperasian perangkat yang diinginkan. SFR mempunyai fungsi untuk mengatur
modul yang akan digunakan.
Gambar 2.13 Alur program memori
Pada data memori juga terdapat data memori EEPROM (Electrically Erasable
Programmable Read Only Memory). Memori data EEPROM tidak dipetakan secara
langsung ke dalam memori data, memori data EEPROM dipetakan ke dalam memori
data melalui special function register. EEPROM ini dugunakan untuk menyimpan
sejumlah kecil parameter yang dapat berubah dari waktu ke waktu. Jenis memori ini
bekerja relatif pelan, dan kemampuan untuk dihapus/tulis nya juga terbatas.
Data memori EEPROM adalah data memori yang perlu disimpan ketika tidak
ada suplai daya. Hal ini biasanya digunakan untuk menyimpan data penting yang
tidak boleh hilang jika listrik tiba-tiba berhenti. Sebagai contoh, salah satu data
tersebut berupa suhu yang ditugaskan di pengatur suhu. Jika kehilangan power supply
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
39/97
23
data ini akan hilang, maka kita harus membuat penyesuaian sekali lagi pada saat
powerkembali menyala.
Program ditulis pada memori program yaitu flash memory. Memori flash ini
memungkinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem (in-system
programming) atau dengan menggunakan programmer non-volatile memory
konvensional. Dengan sifatnya yang non-volatile maka program yang sudah ditulis di
memori flash akan tetap ada walau daya listrik sudah tidak tersambung atau mati.
2.2.3. KONFIGURASI PININPUT DAN OUTPUT
PIC adalah komponen semikonduktor yang termasuk golongan CMOS,
Complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) yaitu alat yang memiliki
struktur fisika dari Field Effect Transistor (Transistor yang dipengaruhi Medan)
dimana transistor ini memiliki gerbang elektroda yang diletakkan di atas isolator
oksida semikonduktor yang menyusunnya.
Karena PIC termasuk CMOS transistor maka karekteristik tegangan inputdan
out akan mengikuti gambar 2.4. Dimana pada PIC PORT akan mendeteksi input
sebagai 0 (LOWatau 0V) jika tegangan sinyal yang masuk adalah dari 0 - 1.5 V. Lalu
akan mendeteksi input sebagai 1 (HIGH atau 5V) jika tegangan sinyal yang masuk
adalah 3.5-5V.
Untuk tegangan antara 1.5-3.5 V adalah tegangan yang tidak diperhatikan ini
tergantung kepada tegangan sebelumnya. Untuk Output, PIC PORT akan
memberikan output sebagai 0 (LOW atau 0V) dimana tegangan yang dikeluarannya
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
40/97
24
0-0,05 V. Dan akan memberikan output sebagai 1 (HIGH atau 5V) dimana tegangan
yang dikeluarannya mendekati 4.95 - 5 V.
Gambar 2.14 Karakteristik CMOS [6]
Mikrokontroller PIC16F877A memiliki 40 pin yang sebagian dari pin-pin
tersebut bisa berfungsi sebagai input dan output, diantaranya :
1. MCLR untuk me-resetPIC
2. RA0 port A pin 0
3. RA1 port A pin 1
4. RA2 port A pin 2
5. RA3 port A pin 3
6. RA4 port A pin 4
7. RA5 port A pin 5
8. RE0 port E pin 0
9. RE1 - port E pin 1
10. RE2 port E pin 2
11. VDD power supply
12. VSS ground
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
41/97
25
13. OSC1 untuk koneksi dengan osillator
14. OSC2 untuk koneksi dengan osillator
15. RC0 port C pin 0
16. RC1 port C pin 0
17. RC2 port C pin 0
18. RC3 port C pin 0
19. RD0 - port D pin 0
20. RD1 - port D pin 1
21. RD2 - port D pin 2
22. RD3 - port D pin 3
23. RC4 - port C pin 4
24. RC5 - port C pin 5
25. RC6 - port C pin 6
26. RC7 - port C pin 7
27. RD4 - port D pin 4
28. RD5 - port D pin 5
29. RD6 - port D pin 6
30. RD7 - port D pin 7
31. VSS - ground
32. VDD power supply
33. RB0 - port B pin 0
34. RB1 - port B pin 1
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
42/97
26
35. RB2 - port B pin 2
36. RB3 - port B pin 3
37. RB4 - port B pin 4
38. RB5 - port B pin 5
39. RB6 - port B pin 6
40. RB7 - port B pin 7
PIC16F877A memiliki port yang bisa menerima sinyal analog yaitu PORT
AN0 AN7 atau PORT A1-A3, A5, E0, E1, E2, jika sinyal yang diterima oleh port
ini berupa analog, maka oleh PIC sinyal ini dokonversi menjadi nilai digital untuk
diolah dalam proses selanjutnya. Sinyal analog yang dapat diterima oleh PIC harus
dalam jangkauan tegangan 0-5 V, apabila sinyal tegangan dari sensor berada di luar
jangkauan ini, maka harus dibuat rangkaian pengkondisian sinyal agar dapat berada
pada 0 5 V
Gambar 2.15 Port ADC di mikrokontroller [6]
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
43/97
27
Membaca data dari sensor, mirip kita melakukan akusisi data menggunakan
mikrokontrler. PIC16F887A dapat digunakan sebagai IC untuk melakukan akusisi
data karena memiliki Analog Digital Converter Port, ada 8 analog input yaitu pada
PORT AN0 hingga AN5 (Kecuali A4) dan E0- E2.
2.2.4. INSTRUKSI PADA MIKROKONTROLLER PIC
Untuk memprogram mikrokontroller PIC bisa menggunakan beberapa bahasa
pemograman. Diantaranya bahasa pemograman C, Assembler, dan bahasa Basic.
Pada umumnya bahasa pemograman C lebih sering digunakan daripada bahasa yang
lain, karena bahasa C lebih mudah daripada bahasa yang lain. Tidak semua perintah
bahasa C yang akan kita gunakan untuk memprogram PIC, beberapa hal yang penting
adalah :
2.2.4.1. Deklarasi Variabel
Bentuk umum pendeklarasian suatu variable adalah :
Nama_tipe nama_variabel;
Contoh :
int x; // Deklarasi x bertipe integer
char y, huruf, nim[10]; // Deklarasi variable bertipe char
float nilai; // Deklarasi variable bertipe float
double beta; // Deklarasi variable bertipe double
int array[5][4]; // Deklarasi array bertipe integer
char *p; // Deklarasi pointer p bertipe char
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
44/97
28
2.2.4.2.
Operator Penugasan
Operator Penugasan (Assignment operator) dalam bahasa C berupa
tanda sama dengan (=). Contoh :
nilai = 80;
A = x * y;
Artinya : variable nilai diisi dengan 80 dan variable A diisi dengan hasil
perkalian antara x dan y.
2.2.4.3. Operator Aritmatika
Bahasa C menyediakan lima operator aritmatika, yaitu :
* : untuk perkalian
/ : untuk pembagian
+ : untuk pertambahan
- : untuk pengurangan
2.2.4.4. Operator Hubungan (Perbandingan)
Operator Hubungan digunakan untuk membandingkan hubungan
antara dua buah operand (sebuah nilai atau variable). Operator hubungan
dalam bahasa C diantaranya adalah :
i. Operator Arti
Contoh :
< Kurang dari x < y // x kurang dari y
y // x lebih dari y
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
45/97
29
>= Lebih dari sama dengan x >= y // x lebih dari sama dengan y
== Sama dengan x == y // x sama dengan y
!= Tidak sama dengan x != y // x tidak sama dengan y
ii. Operator Logika
Jika operator hubungan membandingkan hubungan antara dua buah
operand, maka operator logika digunakan untuk membandingkan logika
hasil dari operator-operator hubungan. Operator logika ada tiga macam,
yaitu :
&& Logika AND (DAN)
|| Logika OR (ATAU)
! Logika NOT (INGKARAN)
2.2.4.5.
Pemilihan Pernyataan
1. Struktur Kondisi if. dan if..else
Dalam struktur kondisi if.....else minimal terdapat dua pernyataan.
Jika kondisi yang diperiksa bernilai benar atau terpenuhi maka pernyataan
pertama yang dilaksanakan dan jika kondisi yang diperiksa bernilai salah
maka pernyataan yang kedua yang dilaksanakan. Bentuk umumnya
adalah sebagai berikut :
if(kondisi) {..}
if(kondisi){pernyataan-1}
else {pernyataan-2 }
Contoh:
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
46/97
30
if (m == 1) {x = x + 20} else {y = y 10}; // jika m=1 maka harga
x baru=x+20, jika tidak maka harga y yang baru = y-10.
2. Perulangan while
Banyak digunakan pada program yang terstruktur, perulangan ini
banyak digunakan bila jumlah perulangannya belum diketahui. Proses
perulangan akan terus berlanjut selama kondisinya bernilai benar (true)
atau 1 dan akan berhenti bila kondisinya bernilai salah.
Bentuk umum dari pengulangan while ini adalah :
while(kondisi){ pernyataan};
Contoh:
int s, i;
s = i = 0;
while (i < 6) {
s = s + 2;
i = i + 1;
}
Kode ini akan menambah bilangan 2 untuk variabel s sebanyak 6 kali dan
di akhir program s akan menjadi 12.
3. Pengulangando..while
Pada dasarnya struktur perulangan do....while sama saja dengan
struktur while, hanya saja pada proses perulangan dengan while, seleksi
berada di while yang letaknya di atas sementara pada perulangan
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
47/97
31
do....while, seleksi while berada di bawah batas perulangan. Jadi dengan
menggunakan struktur do...while sekurangkurangnya akan terjadi satu
kali perulangan.
Bentuk umum:
do {pernyataan} while(kondisi);
Contoh:
int s, i;
s = i = 0;
do {
s = s + 2;
i = i + 1;
}
while (i < 7);
Kode ini akan menambah bilangan 2 untuk variabel s sebanyak 7 kali dan
di akhir program s akan menjadi 14.
2.2.4.6. Perintah-perintah Penting untuk Mikrokontroler
Menentukan suatu PORT sebagai Input atau Output :
PORTB sebagai Output
TRISB = 0 ;
PORTB sebagai Input
TRISB = 1;
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
48/97
32
PIN B1 sebagai output saja
TRISB.F1 = 0;
Menentukan nilai output suatu PORT :
Nilai semua PORTB = 0 V (Keadaan 0)
PORTB = 0 ;
Nilai semua PORTB = 5 V (Keadaan 1)
PORTB = 255; (Karena 255= 1111 1111 di binary)
Nilai awal PIN B1 = 5 V saja
PORTB.F1 = 1;
Membuat pernyataan
Pernyataan tidak akan diproses oleh komputer hanya membantu
untuk pembuat dan pembaca program. Menggunakan tanda // untuk satu
baris pernyataan atau /*...pernyataan........*/ untuk satu paragraf . contoh :
PORTB = 0; //Membuat nilai semua PORTB = 0
Struktur Program
Untuk setiap program perlu pernyatan memulai dengan pernyataan:
void main()
Loop (Pengulangan)
Agar program kita diulang terus menerus oleh mikrokontroler maka
perlu perintah:
Do //awal loop
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
49/97
33
{
.
.
}
while(1) ; //akhir loop
Mengecek Nilai digital input
Nilai digital input yang masuk (0V atau 5 V) dapat dicek dengan
perintah
If (pernyataan) {maka.}
Contoh jika nilai Port RA1 = 5 V maka Output pada Port RB1 akan 5 V.
Contoh :
If (PORTA.F1 == 1) {PORTB.F1=1}
Waktu Tunda (pause)
Waktu Tunda (pause) yaitu membuat program sebelumnya bekerja
dalam jangka waktu tertentu. Untuk menunggu 1 detik (1000 ms) maka
perintahnya :
Delay_ms(1000)
Mengatur Konversi Analog ke Digital
Untuk menggunakan agar Input Analog pada mikrokontroler aktif
maka dengan mengesetnya menggunakan perintah ADCON0.
fungsi ADC aktif, maka perintahnya:
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
50/97
34
ADCON0 = 1;
fungsi ADC tidak aktif, maka perintahnya:
ADCON0 = 0;
2.2.4.7. Bilangan Desimal, Binari dan Hexadesimal
Dalam Pemograman PIC MIkrokontroller ada beberapa cara penulisan
bilangan :
1. Binari, yaitu bilangan yang terdiri dari 0 dan 1.
2. Desimal, yaitu bilangan yang terdiri dari bilangan 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
3. Bilangan Hexadesimal yang terdiri dari bilangan 0-9, A, B, C, D, E, F
Tabel 2.1 Konversi bilangan
Tabel 2.2 Contoh penggunaan bilangan
Bilangan Operator Contoh Arti
Binari 0b PORTB=0b00111111; Nilai PORT B0=1, B1=1,
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
51/97
35
B2=1, B3=1, B4=1, B5=1,
B6=0, B7=0
Hexadesimal 0x PORTB=0x0F ; 0F setara dengan 00001111,
jadi nilai PORT B B0=1,
B1=1,
B2=1,B3=1,B4=0,B5=0,
B6=0, B7=0
Desimal PORTB=12 ; Nilai 12 setara dengan
00001100 dalam binari,
maka nilai PORT B
B0=0,B1=0, B2=1, B3=1,
B4=0,B5=0, B6=0, B7=0
Dalam pemograman kita bisa menentukan nilai suatu port dengan perintah
sebagai berikut :
Perintah-perintah di atas berfungsi mendefinisikan nilai suatu port
secara sekaligus. Selain itu nilai suatu port bisa didefinisikan secara masing-
masing dengan menggunakan perintah :
PORTB.F2=1 ; Yang artinya yaitu nilai PORT B2=1.
2.2.5. ALGORITMA DAN FLOW CHART
Algoritma adalah urutan logis yang disusun secara sistematis untuk
memecahkan masalah. Penulisannya bisa menggunakan Flow Chart atau dengan
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
52/97
36
urutan biasa. Sedangkan Flow chart adalah pemaparan algoritma dalam bentuk gambar,
yaitu diagram alir dari algoritma yang ada dengan menggunakaan symbol-simbol yang
saling terhubung dan membentuk urutan penyelesaian masalah. Biasanya dengan flow
chart proses pemograman akan mudah dimengerti.
Sebagai contoh bisa diterapkan sebagai berikut :
1. Pada satu detik pertama semua LED (Ada 6) yang ada di PORT B (RB0 hingga RB5)
hidup semua.
2. Lalu satu detik berikutnya yang hidup hanya LED pada PORT B0, B2, B4. Atau LED
Merah-Hijau-Kuning.
3. Kemudian satu detik berikutnya yang hidup hanya LED pada PORT B1, B3 dan B5
Atau LED Kuning-Hijau-Merah.
4. Proses in berulang ke No. 1
Gambar 2.16 contoh penerapan algoritma
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
53/97
37
Untuk persoalan di atas algoritmanya yaitu :
1. Mendefinisikan port yang akan dipakai sebagai output.
2. Menentukan nilai awal untuk PORT yang akan dipakai.
3. Memulai Program.
4. Membuat outputHIGH (1) untuk pin di port B0-B5.
5. Tunggu satu detik atau 1000 ms.
6. Membuat Output HIGH untuk port B0, B2, B4. Sedangkan port lainnya
LOW.
7. Tunggu 1000 ms.
8. Membuat OutputHIGH untuk port B1, B3, dan B5.
9. Tunggu 1000 ms.
10.Mengulang lagi ke no.3
2.3. PROGRAM APLIKASI
Dalam penelitian mikrokontroller ada beberapa software aplikasi yang bisa
dijadikan alat untuk memprogram mikrokontroller tersebut atau bisa juga sebagai alat
bantu sebelum kita membuat aplikasi mikrokontroller yang sebenarnya yang bersifat
simulasi. Di antara software yang berguna untuk memprogram dan mensimulasikan
mikrokontroller adalah sbb :
2.3.1.MikroC
MikroC adalah program aplikasi untuk menulis program yang akan di-
downloadatau di-inputke mikrokontroller dalam bahasa C. Program mikroC
banyak digunakan untuk berbagai mikrokontroller. Sedangkan untuk
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
54/97
38
mikrokontroller PIC jenis program mikroC yang digunakan adalah MikroC
for PIC.
Adapun langkah-langkah penggunaan MikroC adalah sbb :
1.Meng-klik dobel dari ikon MikroC di desktop.
Gambar 2.17 Ikon MikroC
2.Setelah itu program MikroC akan keluar. Dilanjutkan dengan Project
Wizard dari Menu: Project
Gambar 2.18 Mengawali Pemakaian MikroC
3.Lalu memilihNew Project, maka akan tampil :
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
55/97
39
Gambar 2.19 Membuat Project program
Pada Project Name: Tulislah nama project seperti :
PROYEK_PERTAMAKU
Project Path, yaitu tempat/folder mana proyek itu akan disimpan
Description, adalah penjelasan dan kolom ini hanya sebuah
opsional dan bisa tidak diisi.
Device, kolom untuk memilih jenis Mikrokontroller.
Pada kolom Clockdituliskan 20.000000 (20 MHz)
Meng-klik default untuk menggunakan konfigurasi default.
Lalu meng-klik OK untuk melanjutkan.
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
56/97
40
4.Selanjutnya MikroC compiler akan menyiapkan satu proyek file dan source
file yang masih kosong. Lalu anda bisa menulis program pada window
editor.
Gambar 2.20 Window editor
5.Setelah menulis program di window editor, lalu meng-klik ikon saveatau
dari menu Filepilih save. Setelah itu meng-klik ikon Compile atau build
projectatau menekan Ctrl+F9 atau dari menu Project > Build
Gambar 2.21 Meng-Compile program
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
57/97
41
Maka MikroC akan mengkompilasi program tersebut, meng-compile
artinya membuat program assembler, debugger dan hex file. Hex file yang
akan digunakan oleh PIC.
2.3.2. WinPIC800
WinPIC800 adalah program aplikasi untuk men-download program
yang telah ditulis ke dalam mikrokontroller. Menstransfer Hex file ke PIC
dikenal juga dengan men-download program ke PIC, caranya dengan harus
memilikiprogrammer hardwaredan WinPIC800 software. Langkah pertama
adalah membuka program WinPIC800 lalu menghubungkan kabel antara
Serial PortCOM (RS232) di komputer dengan rangkaianprogrammer.
Gambar 2.22 Tampilan WinPic
Memilih jenis PIC padapull down selection lalu memeriksa PIC dan
juga kabel antara computer dan programmer. Setelah itu meng-klik ikon
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
58/97
42
Gambar 2.23 Ikon untuk menghapus program di WinPIC800
untuk menghapus semua program yang terdahulu dalam PIC. Setelah itu
meng-klik open File untuk memilih file hex yang akan dipindahkan ke PIC.
Lalu meng-klik
Gambar 2.24 Ikon downloadprogram ke mikrokontroller
untuk menulis/menstransfer semua program hex ke PIC. Setelah All Program
selesai maka proses downloadhex file ke PIC sudah selesai.
2.3.3. PROTEUS
Proteus adalah program aplikasi untuk membuat simulasi rangkaian
elektronik. Program ini bisa dikategorikan program simulasi yang lengkap,
karena hampir semua komponen elektronik tersedia di aplikasi ini bahkan
komponen-komponen tersebut tersedia berdasarkan jenis dan merk dari
produk tertentu. Begitu pun berbagai mikrokontroller juga tersedia di aplikasi
ini seperti mikrokontroller buatan Motorola, Atmel, Zilog, Intel, dan
Mikrochip.
Cara membuat simulasi mikrokontroller menggunakan Proteus sama
saja antara mikrokontroller yang satu dengan mikrokontroller jenis lain dari
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
59/97
43
merk lain. Berikut ini adalah langkah-langkah cara penggunaan aplikasi
Proteus untuk membuat simulasi mikrokontroller dengan menggunakan
mikrokontroller AVR.
A.Mencari komponen yang akan digunakan pada aplikasi Proteus.
Di Proteus ada berbagai macam simulasi komponen seperti
mikrokontroller, resistor, led, relay, transistor, servo, rtc, mmc, sensor suhu,
baterai. Dan untuk mencari komponen tersebut ada beberapa cara diantaranya
adalah :
Mencari komponen pada aplikasi Proteus bisa dengan meng-klik ikon
seperti di bawah ini.
Gambar 2.25 ikon untuk mencari komponen di Proteus
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
60/97
44
Dan kita bisa mencari dengan menggunakan keywords
Gambar 2.26 Mencari komponen dengan keyword
Gambar 2.27 Hasil pencarian dengan keyword
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
61/97
45
Gambar 2.28 Penyelesaian pencarian komponen
Gambar 2.29 hasil pencarian komponen
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
62/97
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
63/97
47
D.Menjalankan simulasi
Gambar 2.32 Menjalankan simulasi
2.2.1. PENGGUNAAN MIKROKONTROLLER
Pada awal pembelian mikrokontroller kita akan mendapatkan
mikrokontroller yang kosong dari program. Oleh karena itu sebelum kita
mengisi program ke mikrokontroller atau biasa disebut download program ke
mikrokontroller kita harus membuat program sesuai keperluan kita dengan
program compiler. Setelah kita membuat program lalu program tersebut kita
compile dengan program compiler untuk mendapatkan fileberekstensi .hex .
Setelah mendapatkan file berekstensi .hex file tersebut kita download
dengan menggunakan downloader. Biasanya downloader dihubungkan
dengan port serial atau port parallel. Setelah itu mikrokontroller yang telah
di-download tersebut digunakan pada alat elektronik yang hendak digunakan
yang compatibledengan mikrokontroller yang telah diprogram tersebut.
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
64/97
48
BAB III
PERANCANGAN PERANGKAT
Pada bab ini akan dibahas mengenai perancangan perangkat yang masih berupa
prototipe.
3.1.
WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di laboratorium Terpadu Universitas Islam Negeri
Syarif Hidayatullah dan juga dilakukan di rumah kediaman penulis. Lama
penelitian dilaksanakan selama tiga bulan sejak bulan Februari 2013 hingga April
2013.
3.2.CARA KERJA SISTEM
Sistem yang akan dibuat ini adalah sistem keamanan sederhana yang terdiri
dari seperangkat :
Development board microcontroller yang telah dipasang mikrokontroller
PIC16877A
Sensor infra merah danpassive infra red.
Lampu LED.
Switch
Baterai
Kabel
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
65/97
49
Pembuatan sistem ini terdiri dari dua modul utama yaitu : pemograman
mikrokontroller dan pembuatan perangkat kerasnya (hardware).
Sistem ini memiliki cara kerja yang sederhana yaitu jika sensor yang
digunakan terkena gangguan atau mendeteksi sesuatu yang bergerak di dalam
jangkauannya, maka sensor tersebut akan mengirimkan sinyal ke
mikrokontroller. Sinyal yang dikirim oleh sensor dan diterima oleh
mikrokontroller diterima oleh port yang berfungsi sebagai ADC (Analog to
Digital Converter) untuk mengkonversikan sinyal analog dari sensor ke dalam
bentuk digital supaya bisa diproses oleh mikrokontroller.
Lalu mikrokontroller akan mengirimkan sinyal untuk mengaktifkan
aktuator yaitu lampu LED sebagai tanda adanya gangguan atau distorsi pada
sensor sistem keamanan. Lampu LED ada tiga buah yang menunjukkan aktivasi
dari sensor yang berbeda pula. Dalam penelitian ini dianggap bahwa lampu LED
menunjukkan sensor yang dipasang di tempat yang berbeda. Lampu LED sebagai
indikator posisi rumah sbb :
SENSOR MIKROKONTROLLER LAMPU LED
Gambar 3.1 Langkah dasar sistem keamanan
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
66/97
50
Lampu 1 sebagai indikator sensor yang dipasang di halaman depan rumah.
Lampu 2 sebagai indikator sensor yang dipasang di halaman belakang rumah.
Lampu 3 sebagai indikator sensor yang dipasang di pintu rumah.
Sensor yang digunakan adalah infra merah danpassive infra red. Sensor ini
akan bekerja jika sensor infra merah yang terdiri dari transmitteratau pemancar
infra merah dan receiver infra merah mengalami gangguan di antara keduanya
ketika sensor infra merah diaktifkan. Yang dimaksud gangguan di sini adalah
ketika sinar infra merah yang dipancarkan menuju receiver-nya terhalangi
sesuatu sehingga menyebabkan receivertidak menerima sinar infra merah, maka
kondisi itu akan mengaktifkan sinyal kondisi aktif atau bernilai 1 yang lalu akan
dibaca oleh mikrokontroller.
3.3. PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK (SOFTWARE)
Mikrokontroller yang akan digunakan akan diisi dengan program yang
sesuai dengan sistem yang akan dibuat. Pemograman disesuaikan dengan desain
sistem yang akan dibuat. Oleh karena itu, sebelum memprogram mikrokontroller
akan dibuat terlebih dahulu desain sistem dengan menggunakan software
simulasi.
3.3.1.PROGRAM SIMULASI
Desain sistem dibuat dengan menggunakan softwareProteus. Proteus
menyediakan berbagai macam simulasi komponen elektronik untuk
penelitian ini. Simulasi sistem keamanan sederhana ini dibuat berdasarkan
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
67/97
51
komponen yang diperlukan sebenarnya, maka dalam pembuatan simulasi ini
pun digunakan komponen yang sama.
Langkah awal adalah menampilkan komponen mikrokontroller pada
aplikasi Proteus. Penelitian ini menggunakan Mikrokontroller PIC16F877A.
Gambar 3.2 mikrokontroller simulasi di Proteus
Apabila diperbesar gambarnya adalah sebagai berikut
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
68/97
52
Gambar 3.3 mikrokontroller PIC16F877A di Aplikasi Proteus
Adapun komponen selanjutnya bisa ditampilkan dengan cara yang sama
dengan cara menampilkan mikrokontroller di atas.
Pada desain sistem di penelitian ini ada beberapa komponen yang
tidak ditampilkan seperti sensor infra merah dan passive infra red. Karena
untuk memudahkan penelitian. Sensor-sensor tersebut digantikan dengan
komponen switchyang memiliki cara kerja yang berbeda tapi memiliki fungsi
yang sama yaitu sebagai sensor yang memberikan nilai 0 atau 1 ke
mikrokontroller, yang lalu nilai tersebut untuk mengaktifkan lampu LED.
Berikut ini adalah gambar desain simulasi sistem keamanan tersebut.
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
69/97
53
Gambar 3.4 desain simulasi sistem keamanan
Setelah mendesain sistem keamanan dengan menggunakan Aplikasi
Proteus, lalu membuat program untuk mikrokontroller sesuai dengan desain
yang telah dibuat. Sehingga diharapkan pada perancangan hardware untuk
sistem ini bisa dilakukan dengan baik karena telah mendapatkan gambaran
dari simulasi desain yang telah dibuat.
3.3.2.PEMOGRAMAN MIKROKONTROLLER
Dalam memprogram mikrokontroller yang harus diperhatikan adalah
letak pin input dan output mikrokontroller tersebut. Terutama letak pin yang
digunakan sebagai input sensor dan pin yang digunakan sebagai output
aktuator.
Dalam penelitian ini sensor dihubungkan dengan pin pada Port A yang
berfungsi sebagai ADC (Analog to Digital Converter). Sedangkan aktuator
dihubungkan dengan pin pada Port B. Di bagian port lain dihubungkan
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
70/97
54
dengan oscillator, grounddan sumber daya 5V.Untuk perincian pemasangan
komponen nya sebagai berikut :
Port A0/AN0 dihubungkan dengan sensor 1.
Port A1/AN1 dihubungkan dengan sensor 2.
Port A2/AN2 dihubungkan dengan sensor 3.
Port B0 dihubungkan dengan lampu LED 1.
Port B1 dihubungkan dengan lampu LED 2.
Port B2 dihubungkan dengan lampu LED 3.
Port OSC1/CLKIN dihubungkan dengan oscillator.
Port OSC2/CLKOUT dihubungkan dengan oscillator.
Port MCLR/Vpp/THV dihubungkan dengan sumber daya.
Setelah mengetahui masing-masing Port yang akan digunakan lalu
algoritma dibuat untuk selanjutnya dibuat pemograman yang akan di-
download ke dalam mikrokontroller. sebelum membuat pemograman dibuat
terlebih dahulu algoritma untuk sistem tersebut. Berikut ini adalah algoritma
pemograman untuk sistem yang diteliti :
11.Mendefinisikan port yang akan dipakai sebagai output.
12.Menentukan PORT A0, A1, dan A2 sebagai pembaca input digital.
13.Menentukan nilai awal untuk PORT yang akan kita pakai.
14.Memulai Program.
15.Mengatur di saat kondisi normal lampu LED tidak menyala.
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
71/97
55
16.Ketika salah satu sensor mengalami gangguan maka lampu LED akan
hidup sesuai dengan posisi sensor yang terkena gangguan.
a. Jika sensor 1 yang terkena gangguan, maka lampu LED 1 yang
akan menyala.
b. Jika sensor 2 yang terkena gangguan, maka lampu LED 2 yang
akan menyala.
c. Jika sensor 3 yang terkena gangguan, maka lampu LED 3 yang
akan menyala.
17.Kembali ke kondisi normal.
3.4.PERANCANGAN PERANGKAT KERAS
Komponen yang akan digunakan dalam perancangan ini dipilih atas dasar
beberapa hal, diantaranya adalah:
Ringkas dan mudah dalam hal perancangan sistem dan pemakaiannya.
Cukup mudah dan murah didapatkan.
Mudah diprogram.
3.4.1.SISTEM MINIMUM MIKROKONTROLLER PIC16F877A
Untuk dapat mengoperasikan mikrokontroller PIC16F877A
diperlukan minimal beberapa komponen. Diantaranya :
Oscillator
Tombol reset
Sumber daya 5V
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
72/97
56
Gambar 3.5 sistem minimum mikrokontroller
Mikrokontroller yang digunakan sudah terpasang pada development
board.Development board ini adalah circuit board yang telah terpasang
sistem minimum mikrokontroller bersama dengan mikrokontrollernya.
Pada penelitian ini digunakan development board EMP-877. development
board EMP-877 ini telah memiliki sistem minimum yang diperlukan untuk
mengoperasikan mikrokontroller PIC16877A
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
73/97
57
Gambar 3.6Development board EMP-877
Sumber daya berfungsi sebagai penyuplai tenaga untuk
mikrokontroller, biasanya untuk sumber daya digunakan baterai. Sumber
daya diperlukan setiap kali pengoperasian mikrokontroller. Tapi untuk
development board ini mikrokontroller bisa dioperasikan suatu waktu tanpa
sumber daya ketika development board ini terkoneksi dengan PC atau
leptop.
Ketika terkoneksi dengan komputer development board ini sudah
mendapatkan sumber tegangan dari komputer sehingga development board
ini tidak lagi memerlukan sumber daya tambahan. Tidak seperti
development board yang lain atau mikrokontroller lain yang tanpa
terpasang di development board, ketika sedang men-download program ke
dalam mikrokontroller tetap membutuhkan sumber daya tambahan.
Oscilator berfungsi seperti mirip jantung manusia yaitu men-trigger
atau memompa pulsa yang konstan untuk menjalankan program di
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
74/97
58
mikrokontroller. development board ini oscillator sudah tersedia dan
terhubung dengan mikrokontroller PIC16F877A.
Mikrokontroller PIC16F877A yang sudah terdapat di development
board ini yang akan mengatur semua komponen yang terhubung
dengannya. Hasil dari pembacaan sensor setelah diproses akan diteruskan
oleh mikrokontroller untuk mengaktifkan lampu LED.
3.4.2.SENSORPASSIVE INFRA RED
PIR (Passive Infra Red) adalah modul pendeteksi gerakan yang
bekerja dengan cara mendeteksi adanya perbedaan/perubahan suhu
sekarang dan sebelumnya. Sensor gerak dengan modul pir sangat sederhana
dan mudah diaplikasikan karena Modul PIR membutuhkan tegangan input
DC 5V cukup efektif untuk mendeteksi gerakan hingga jarak 5 meter.
Ketika tidak mendeteksi gerakan, keluaran modul adalah LOW.
Dan ketika mendeteksi adanya gerakan, maka keluaran akan berubah
menjadi HIGH. Adapun lebar pulsa HIGH adalah 0,5 detik. Sensitifitas
Modul PIR yang mampu mendeteksi adanya gerakan pada jarak 5 meter
memungkinkan kita membuat suatu alat pendeteksi gerak dengan
keberhasilan lebih besar.
Gambar 3.7 Modul PIR (Passive Infra Red)
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
75/97
59
Dengan nilai output yang hanya memberikan 2 logika High dan
Lowini kita dapat membuat aplikasi sensor gerak. Modul sensor gerak PIR
memiliki output yang langsung bisa dihubungkan dengan mikrokontroller
dan juga dengan komponen digital TTL atau.
Adapun sensorpassive infra red(PIR) atau infra merah pasif yang
memiliki sedikit perbedaan dengan sensor infra merah biasa bekerja tanpa
menggunakan receiver. Sensor PIR ini bekerja dengan menangkap energi
panas yang dihasilkan dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki
setiap benda dengan suhu benda diatas nol mutlak. Seperti tubuh manusia
yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan
suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan.
Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh
Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga
menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium
nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. arus listrik dihasilkan
karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas, sistem
ini mirip dengan solar cell. Sehingga ketika terdeteksi gerakan di depannya
sensor PIR ini akan mengirimkan sinyal ke mikrokontroller.
3.4.3 SENSOR INFRA MERAH
Sensor ini menggunakan infra merah dengan yang terdiri dua modul
yang berupa modul pemancar (transmitter) dan penerima (receiver).
3.4.3.1.PEMANCAR INFRA MERAH (Infra Red Transmitter)
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
76/97
60
Infra Red Transmitter merupakan suatu modul pengirim data
melalui gelombang infra merah dengan frekuensi carrier sebesar 38
kHz. Modul ini dapat difungsikan sebagai output dalam aplikasi
transmisi data nirkabel seperti robotik, sistem pengamanan, datalogger,
absensi, dan sebagainya.
Dalam penelitian ini modul pemancar infra merah tidak sebagai
input atau output dalam sistem keamanan ini. Modul Pemancar infra
merah dalam sistem ini hanya sebagai pemancar saja yang terhubung
dengan sumber daya.
Modul ini memiliki Spesifikasi Hardware sebagai berikut :
1. Tegangan kerja : +5 VDC.
2. Frekuensi carrier penerima infra merah: 38 kHz.
3. Panjang gelombang puncak 940 nm.
4. Sudut pancaran 17o.
5. Jarak maksimum yang teruji pada sudut 0o: 16 m. Jarak
6. maksimum sesuai datasheet: 35 m
7. Memiliki input yang kompatibel dengan level tegangan TTL,
8. CMOS dan RS-232.
9. Terdapat 2 mode output: non-invertingdan inverting.
10.Kompatibel penuh dengan DT-51Minimum System
(MinSys) ver 3.0, DT-51 PetraFuz, DT-BASIC Series, DT-
51Low Cost Series, DT-AVRLow Cost Series, dan lain-lain.
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
77/97
61
Gambar 3.8 Skema infra red transmitter
Gambar 3.9 Modul pemancar infra merah
Berikut ini adalah prosedur pemakaian modul pemancar infra merah :
1. Hubungkan sumber tegangan +5 VDC ke modul Infra Red
Transmitter.
2. Pindah semua jumper ke posisi 1-2.
3. Hubungkan pin INPUT dengan ground.
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
78/97
62
4. Jika menggunakan DT-I/O Infra Red Receiver, lepas jumper
pada Infra Red Receiver dan arahkan pemancar ke penerima
(berjarak < 30 cm). Pin OUT DT-I/O Infra Red Receiver akan
berlogika 0 (TTL/CMOS).
3.4.3.2 PENERIMA INFRA MERAH (INFRA RED RECEIVER)
Infra Red Receiver merupakan suatu modul penerima data
melalui gelombang infra merah dengan frekuensi carrier sebesar 38
kHz. Modul ini dapat difungsikan sebagai input dalam aplikasi
transmisi data nirkabel seperti robotik, sistem pengaman, datalogger,
absensi, dan sebagainya.
Dalam penelitian ini modul receiver ini sebagai input yang
memberikan data ke mikrokontroller berdasarkan infra merah yang
diterima dari modul pemancar infra merah (infra red receiver). Modul
ini memiliki Spesifikasi Hardware sebagai berikut :
1.Tegangan kerja: +5 VDC.
2.Frekuensi carrier penerima infra merah: 38 kHz.
3.Panjang gelombang puncak 950 nm.
4.Sudut penerimaan 45o.
5.Memiliki 2 output: non-inverting (OUT) dan inverting (OUT).
Keduanya kompatibel dengan level tegangan TTL, CMOS, dan
RS-232.
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
79/97
63
Gambar 3.10 Skema modul receiver
Gambar 3.11 Modul receiver infra red
Berikut ini adalah prosedur pemakaian modul penerima infra merah :
1.Hubungkan sumber tegangan +5 VDC ke modul Infra Red
Receiver.
2.Lepas jumper J2.
3.Ukur tegangan pada pin OUT dengan voltmeter. Nilainya akan
berada pada logika 1 ( sekitar 5 V).
4.Pasang jumper J2.
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
80/97
64
5.Ukur tegangan pada pin OUT dengan voltmeter. Nilainya akan
berada pada logika 0 (sekitar 0 V).
6.Beri sinyal infra merah 38 kHz (dengan modul Infra Red
Transmitter berjarak < 30 cm) secara terus menerus.
7.Lepas jumper J2.
8.Ukur tegangan pada pin OUT dengan voltmeter. Nilainya akan
berada pada logika 0 ( sekitar 0 V).
9.Pasang jumper J2.
10.Ukur tegangan pada pin OUT dengan voltmeter. Nilainya akan
berada pada logika 1 (sekitar 5 V).
3.4.4. SWITCH
Switch adalah tombol seperti saklar yang berfungsi untuk memutuskan
atau menyambung arus listrik. Switch dalam penelitian ini digunakan sebagai
sensor untuk mengaktifkan lampu LED. Switchini terhubung dengan sumber
daya 5V dan mikrokontroller, pada mikrokontroller switch ini berfungsi
sebagai inputmikrokontroller.
Switchini difungsikan sebagai sensor tekan yang berarti jika switchini
tertekan maka akan dianggap telah mengalami gangguan atau distorsi yang
kemudian mengaktifkan lampu LED. Pada penelitian ini sensor switch ini
diasumsikan sebagai sensor yang disembunyikan di lantai, dibalik karpet,
atau bisa juga di keset pintu rumah.
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
81/97
65
Gambar 3.12 Sensor switch
3.4.5. LAMPU LED
Lampu LED digunakan sebagai aktuator yang memberikan tanda
bahwa sensor telah mengalami gangguan. Lampu ini terhubung langsung
dengan mikrokontroller. Lampu ini akan menyala sesuai dengan program
yang di-download ke dalam mikrokontroller. Ketika mikrokontroller akan
mengaktifkan lampu ini maka mikrokontroller akan mengirimkan tegangan
sebesar 5V.
Gambar 3.13 Lampu LED
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
82/97
66
Sistem dirangkai sesuai dengan desain dan bentuk rumah atau bangunan
pada umumnya. Oleh karena itu pada prototipe sistem keamanan ini sensor
dipasang sesuai dengan kondisi rumah atau bangunan pada umumnya. Biasanya
sisi rumah terdiri dari sisi depan, sisi belakang, sisi samping kanan dan kiri.
Seperti gambar di bawah ini.
Gambar 3.14 Skema desain sistem keamanan rumah
Dengan skema desain di atas maka sistem keamanan disimulasikan sbb :
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
83/97
67
Gambar 3.16 Simulasi skema desain penelitian
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
84/97
68
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini akan menjelaskan hasil pengujian sensor baik berdasarkan simulasi dan
prototipe. Hasil-hasil tersebut akan dijelaskan lebih detail pada sub bab di bawah ini .
4.1.
PENGUJIAN SENSOR PADA PROGRAM SIMULASI
Desain prototipe sistem keamanan yang digunakan dalam penelitian ini
adalah sensor infra merah yang terdiri dari modul pemancar infra merah dan
penerima infra merah, sensor passive infra red, dan dua buah sensor berupa
switchyang dianggap sebagai sensor tekan.
Perancangan sistem keamanan ini, sensor digantikan dengan switch yang
memiliki fungsi yang sama dengan komponen-komponen sensor sebenarnya.
Ketika switchditekan maka switchakan mengirimkan sinyal dan tegangan sesuai
daya yang digunakan tersebut sebagai inputke mikrokontroller.
Gambar 4.1 Simulasi cara kerja sensor 1
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
85/97
69
Pada simulasi ini daya yang digunakan adalah sebesar 5V. Daya sebesar
5V sesuai dengan kemampuan mikrokontroller sebenarnya. Dan sumber daya
tersebut terhubung dengan port MCLR/Vpp/THV. Sedangkan Oscillator
terhubung dengan port OSC1/CLKIN dan port OSC2/CLKOUT. Untuk setiap
sensor terhubung dengan port RA0/AN0, RA1/AN1, RA2/AN2. Pada port RB0,
RB1, dan RB2 terhubung dengan lampu LED.
Mikrokontroller dapat menerima besar tegangan input sebesar 5V. Sinyal
input yang berbentuk analog ini selanjutnya akan dikonversikan ke sinyal digital.
Seperti yang telah diuji pada program simulasi maka bisa terlihat bahwa secara
simulasi system keamanan telah berjalan dengan baik.
Gambar 4.2 Simulasi cara kerja sensor 2
Keberhasilan simulasi sistem keamanan ini ditandai dengan ketika switch
ditekan maka terlihat lampu indikator menyala, begitupun dengan semua switch
yang lain.
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
86/97
70
Gambar 4.3 Simulasi cara kerja sensor 3
4.2.PENGUJIAN SENSOR PADA PROTOTIPE
Pada pengujian sensor di prototipe ini dilakukan hal yang dapat membuat
sensor menjadi aktif mengirimkan sinyal ke mikrokontroller. Sensor akan
mengirimkan sinyal jika mengalami gangguan pada sensor tersebut. Oleh karena
itu akan dibahas hasil pengujian sensor sesuai dengan masing-masing cara
kerjanya yang berbeda.
Gambar 4.4 Kondisi awal Sistem
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
87/97
71
Gambar 4.5 Detail Sistem
4.2.1.SENSOR INFRA MERAH
Sensor ini terdiri dua modul, yaitu modul penerima infra merah ( infra
red receiver) dan pemancar infra merah (infra red transmitter). Pemancar
infra merah hanya terhubung dengan sumber daya 5V, sedangkan penerima
infra merah terhubung dengan mikrokontroller. Penerima infra merah
mendapat daya dari mikrokontroller.
Antara penerima infra merah dan pemancar infra merah diberi
jarak sekitar 3-5 meter. Lalu sensor tersebut diuji dengan cara diberi
gangguan yang dapat menghalangi receiver infra merah menerima infra
merah dari transmitter. Setelah sensor tersebut mengalami gangguan lalu
terlihat salah satu lampu LED menyala, lampu itu yang menunjukkan
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
88/97
72
sensor infra merah tersebut yang diletakkan di bagian sisi kanan mengalami
gangguan.
Receiver infra merah memiliki pengaturan jumper untuk pin
output-nya,jumpertersebut untuk menentukan nilai output-nya.
Gambar 4.6 LetakJumper
pengaturanjumper-nya sebagai berikut :
Tabel 4.1 Konfigurasijumper
Dengan pengaturan di atas maka akan membuat receiver memiliki pola
nilai logika sebagai berikut :
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
89/97
73
Tabel 4.2 Logika sensor Infra red
Pada penelitian ini jumper tidak dipasang supaya pin OUT dapat
digunakan. Dengan menggunakan pin OUT maka akan memudahkan
dalam menyesuaikan dengan program mikrokontroller.
Gambar 4.7 Tes sensor infra red
Ketika receiver infra merah menerima infra merah dari
transmitter maka pin OUT yang berfungsi sebagai output dari modul
receiver infra merah akan bernilai 0 yang berarti memiliki nilai 0 V. tapi
ketika diuji dengan membuat gangguan yang membuat receiver sinar infra
merah terhalang menerima infra merah, pin OUT receiver infra merah
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
90/97
74
mengeluarkan nilai 1 yang berarti 5V. kondisi ini yang menyebabkan
lampu indikator menyala.
4.2.2.SENSORPASSIVE INFRA RED
Sensor passive infra red ini dihubungkan dengan sumber tegangan
sebesar 5V. tapi pada penelitian ini sensor passive infra red ini
dihubungkan dengan mikrokontroller sehingga sensor ini mendapat sumber
daya dari sumber daya yang terhubung dengan mikrokontroller
sebelumnya.
Sensor ini diuji dengan cara melintas di depan sensor ini dengan
sambil melihat reaksi lampu indikator. Setiap kali ada pergerakan di depan
sensor ini atau di sekitar wilayah yang menjadi jangkauan yang dapat
dideteksi sensor ini lampu indikator selalu menyala. Akan tetapi setiap kali
setelah bergerak lalu terdiam walau objek masih di dalam wilayah
jangkauan sensor lampu indikator ternyata tidak menyala. Tapi setelah kita
diam di wilayah jangakauan sensor lalu kita bergerak lagi lampu indikator
akan menyala.
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
91/97
75
Gambar 4.8 Tes sensor Passive Infra Red(PIR)
Pada gambar di atas lampu menyala yang sebelah kanan menjadi
tanda bahwa sensor passive infra red mengalami gangguan. Sedangkan
lampu yang menyala sebelah kiri adalah lampu yang menjadi tanda sensor
infra merah mengalami gangguan, dan lampu tersebut masih menyala
karena masih dalam rentang waktu setelah sensor tersebut mengalami
gangguan, sehingga terlihat lampu aktivator sensor PIR dan sensor infra
merah menyala.
Sensor ini memiliki batas waktu dalam memberikan nilai 1 kepada
mikrokontroller. Yang berarti adalah ketika sensor mendeteksi pergerakan
di dalam wilayah jangkauan deteksi sensor tersebut maka sensor akan
mengirimkan nilai 1 kepada mikrokontroller dalam waktu beberapa detik
7/25/2019 Sistem Keamanan rumah sederhana dengan PIR
92/97
76
yang cukup lama. Sehingga lampu indikator pun akan menyala dalam
waktu beberapa detik.
Sensor passive infra red ini sangat sederhana dalam susunan pin
koneksinya. Sensor ini hanya terdiri dari pin output dan pin yang
menghubungkan dengan sumber daya