BAB III PERENCANAAN SISTEM

Transkripsi

1 BAB III PERECAAA SISTEM Perencanaan system control dan monitoring rumah ini untuk memudahkan mengetahui kondisi lingkungan rumah pada titik - titik tertentu serta dapat melakukan pengendalian. Dimulai dengan mempelajari system monitoring keamanan rumah yang akan digunakan, di data titik sinyal yang akan diambil atau dikontrol dan dikembangkan apa saja persoalan yang timbul juga, bagaimana sinyal dari sensor sensor yang ada dapat mengirimkan pesan yang telah tersimpan pada microcontroller dan dikirimkan berupa pesan tanda bahaya dengan menghidupkan lampu LED indikator bersamaan dengan mengirimkan sinyal alarm melalui SMS kepada. System yang direncanakan tersebut selain berfungsi untuk mengirimkan pesan tanda bahaya, juga dapat menghidupkan atau mematikan lampu dirumahnya dari jarak jauh melalui SMS. Setelah mendefinisikan persoalan yang timbul di atas, maka selanjutnya dibuat rancangan diagram blok dari system yang direncanakan, membuat skema rangkaian berikut dengan pemograman microcontroller. System control dan monitoring yang dipasang dirumah rancangannya menggunakan microcontroller Arduino uno dan sebagai media pengiriman SMS menggunakan modem shield GSM Arduino. Proses kerja dari Aplikasi Control dan Monitoring Smart Home System tersebut dapat dijelaskan pada gambar diagram blok alat berikut ini. 30

2 31 Passive Infrared Flame Sensor Handphone Microcontroller Arduino + Shield GSM Arduino Lampu LED, Indikator LED Handphone IPUT PROSES OUTPUT Gambar 3.1 Diagram Blok Monitoring Rangkaian sensor akan mendeteksi kejadian yang terjadi dimana sensor itu ditempatkan, data yang sudah berupa sinyal digital / analog dari sensor masuk ke input rangkaian modul microcontroller Arduino kemudian diolah menjadi perintah - perintah. Modul microcontroller Arduino ini adalah otak dari system control yang dirancang, karena dari sinilah semua data yang masuk ke input Microcontroller Arduino kemudian diproses menjadi kode perintah berupa AT Command ke Modem Shield GSM Arduino yang kemudian dikirim ke handphone juga mengirim output ke indikator LED, semua kegiatan itu dikontrol dengan menggunakan pemograman yang dimasukkan kedalam microcontroller Arduino 3.1 Perangkat Yang Diperlukan Agar system ini dapat berfungsi sesuai dengan yang direncanakan diperlukan komponen sensor-sensor sebagai input, pengolah data, indikator dan komponen pengirim data, komponen komponen tersebut antara lain: 1. Microcontroller Arduino Uno 1 buah 2. Modem Shield GSM Arduino 1 buah 3. BOE (Board Of Education) Shield 1 buah

3 32 4. Passive Infrared Sensor 1 buah 5. Flame Sensor 1 buah 6. Lampu LED 7 buah 3.2 Perancangan System Keseluruhan System ini terdiri dari beberapa komponen seperti tersebut diatas dan semua komponen terintegrasi dengan system microcontroller Arduino, dimana port port yang digunakan dapat dilihat pada gambar dibawah ini. SHIELD GSM Push button ARDUIO RST AREF 5V 3.3V Power D13 D12 D11 D10 GD Vin A0 Digital Input / Output D9 Tx D8 D7 Rx D6 D5 Flame Sensor VCC GD S A1 A2 A3 A4 Analog Input D4 D3 D2 D1 Passive Infrared Sensor A5 D0 D V G C C D Gambar 3.2 Skema perancangan sistem Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa hampir semua port input / output digunakan. Detail dari penggunaan port input / output system microcontroller Arduino ini adalah sebagai berikut :

4 33 Tabel 3.1 Konfigurasi Input / Output o Deskripsi PI 1 Flame Sensor Analog A1 2 Passive Infrared Sensor Digital D2 3 Push Button Reset RST 4 LED 1 Digital D5 5 LED 2 Digital D6 6 LED 3 Digital D10 7 LED 4 Digital D11 8 LED 5 Digital D12 9 Indikator Flame Sensor Digital D4 10 Indikator Passive Infrared Sensor Digital D3 11 Tx Shield GSM Digital D8 12 Rx Shield GSM Digital D7 3.3 Perancangan Perangkat Keras Pada sub bab ini akan dijelaskan tentang perancangan bagian dari perangkat keras yang digunakan dalam sistem ini. Perancangan perangkat keras ini merupakan bagian dari tiap - tiap blok diagram sistem yang saling mendukung satu dengan yang lainnya Rangkaian Flame Sensor Rangkaian flame sensor merupakan komponen yang digunakan untuk mendeteksi adanya kebakaran. Flame sensor akan mendeteksi apabila ada api dengan intensitas 850, maka hal ini menyebabkan adanya

5 34 tegangan yang mengalir menuju PI A1 di system microcontroller Arduino, kemudian akan mendeteksi bahwa sensor aktif, sehingga diproses dan memerintahkan PI D4 sebagai output untuk menyalakan lampu indikator, bersamaan dengan itu PI D8 (Tx) mengirimkan sinyal SMS kepada nomer Handphone yang dituju. ARDUIO RST D13 AREF D12 5V 3.3V Power D11 D10 Flame Sensor VCC GD S GD Vin A0 Digital Input / Output D9 Tx D8 D7 Rx D6 D5 A1 A2 A3 A4 Analog Input D4 D3 D2 D1 A5 D0 Gambar 3.3 Rangkaian flame sensor Rangkaian Motion Sensor Rangkaian motion sensor ini merupakan komponen yang berfungsi untuk mendeteksi adanya gerakan. Pendeteksian saat motion sensor dilewati dengan gerakan, maka sensor tersebut aktif. Hal ini mengakibatkan adanya aliran tegangan menuju PI D2 di system microcontroller Arduino ini yang akan mendeteksi bahwa sensor aktif, sehingga diproses dan memerintahkan pada PI D3 sebagai output untuk menyalakan lampu indikator, bersamaan dengan itu PI D8 (Tx) mengirimkan sinyal melalui SMS kepada nomer Handphone yang dituju.

6 35 ARDUIO RST D13 AREF D12 5V 3.3V Power D11 D10 GD Vin A0 Digital Input / Output D9 Tx D8 D7 Rx D6 D5 Passive Infrared Sensor A1 A2 A3 A4 Analog Input D4 D3 D2 D1 D V G C C D A5 D0 Gambar 3.4 Rangkaian Motion Sensor Rangkaian Control LED Untuk mengontrol lampu jarak jauh kita harus mengirimkan sebuah perintah khusus dari handphone ke nomer simcard yang berada pada modem shield GSM Arduino, setelah menerima pesan maka system microcontroller Arduino akan memproses perintah tersebut dan menentukan lampu mana yang akan dikontrol sesuai kode perintah yang dikirimkan. Selanjutnya system microcontroller Arduino akan mengirimkan feedback melalui shield GSM Arduino ke handphone pemilik rumah.

7 36 ARDUIO RST AREF 5V 3.3V Power D13 D12 D11 D10 LED 5 LED 4 LED 3 GD Vin A0 Digital Input / Output D9 Tx D8 D7 Rx D6 D5 LED 2 LED 1 A1 A2 A3 A4 Analog Input D4 D3 D2 D1 A5 D0 Gambar 3.5 Rangkaian Control LED Perancangan Gambar Simulasi Simulator yang dirancang terdiri dari beberapa lampu led, lampu tersebut sebagai indikasi / indikator kerja atau tidaknya komponen yang disimulasikan, lampu tersebut akan bekerja sesuai dengan yang diprogram. Simulasi yang akan dibuat berupa display gambar 2 dimensi berukuran 210 x 297 mm, dimana terbuat dari bahan Acrylic. Flame Sensor Lampu 4 Lampu 5 Motion Sensor S Lampu 1 Lampu 2 Lampu 3 Gambar 3.6 Layout Simulasi

8 Perancangan Panel Control Dalam perancangan panel control ada beberapa aspek yang harus diperhatikan, diantaranya aman, rapih, dimensinya sesuai kebutuhan dan ekonomis. Komponen yang ada dalam panel tersebut hanya system microcontroller Arduino UO, Shield GSM Arduino, dan BOE Shield oleh karena itu dimensi dari panel yang dirancang cukup kecil. Gambar 3.7 Panel Kontrol 3.4 Flow Chart Proses Pemograman Unjuk kerja dari suatu system yang menggunakan microcontroller ditentukan dari fungsi input dan output software yang diberikan. Software yang digunakan pada alat ini menggunakan bahasa pemrograman C. Software yang digunakan untuk memprogram microcontroller ini yaitu Software Arduino IDE (Integrated Development Enviroment).

9 38 Gambar 3.8 Contoh tampilan Software Arduino IDE Pada simulator ini terdiri dari beberapa program diantaranya: 1. Program motion sensor 2. Program flame sensor 3. Program control I/O 4. Program kirim SMS Semua program tersebut berintegrasi dan membentuk sebuah alur. Alur tersebut dapat terlihat di flow chart. Flow chart merupakan bagan yang menunjukkan alur pekerjaan secara keseluruhan dari system seperti terlihat pada gambar 3.9 yang terbagi beberapa bagian.

10 39 Start Inisialisasi serial Semua Lampu dan indikator OFF E Ada SMS masuk Motion Sensor Aktif? Flame Sensor Aktif? Cek tegangan alat Y Y Y Y A B C ED Gambar 3.9 Flow chart proses pemograman Pada flow chart bagian A ini adalah proses inisialisasi serial dalam menjalankan perintah untuk menghidupkan / mematikan lampu serta penerimaan status lampu seperti terlihat pada gambar 3.10 flow chart program O / OFF lampu dengan mengirim pesan #a1b0c0d0e0 maka lampu 1 akan O atau dengan mengirim pesan #a0b0c0d0e0 maka lampu 1 akan OFF A Baca SMS masuk Pesan SMS #a1b0c0d0e0 Pesan SMS #a0b0c0d0e0 Pesan SMS #a0b1c0d0e0 Pesan SMS #a0b1c0d0e0 Y Y Y Y Lampu 1 O Lampu 1 OFF Lampu 2 O Lampu 2 OFF E E E E E Gambar 3.10 Flow chart Program O / OFF lampu

11 40 Flow chart pada bagian B ini adalah apabila ada gerakan yang berada dekat sensor, maka sensor akan aktif dan microcontroller Arduino akan menghidupkan indikator 1, bersamaan dengan itu shield GSM Arduino akan mengirim pesan kepada nomer handphone yang dituju Motion Detected. Sedangkan flame sensor merupakan pendeteksi api, dimana apabila ada sumber api maka sensor ini akan aktif dan microcontroller Arduino akan menghidupkan indikator 2, bersamaan dengan itu shield GSM Arduino akan mengirim pesan kepada nomer handphone yang dituju Flame Detected seperti terlihat pada gambar 3.11 Flow chart sensor dan indikator. B C Indikator O Indikator O Motion Detected Flame Detected E E Gambar 3.11 Flow Chart sensor dan indikator