BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Raspberry Pi Raspberry Pi merupakan sebuah komputer berukuran kecil yang dapat digunakan seperti sebuah Personal Computer (PC). Dikatakan kecil karena kurang lebih ukurannya sebesar kartu nama dan untuk dapat menjalankan Raspberry Pi dibutuhkancharger / adaptor yang biasa digunakan pada telepon selular sebesar 5V. Raspberry Pi menggunakan system on a chip (SoC) dimana Central Processing Unit (CPU), Graphics Processing Unit (GPU), dan memori ada dalam satu kesatuan Integrated Circuit (IC) yang sampai saat ini telah tersedia dalam dua versi yaitu model A dan model B. Perbedaannya ada pada portuniversal Serial Bus (USB) dan port ethernet. Pada model A tidak tersedianya port ethernet dan hanya tersedia 1 port USB sedangkan pada model B tersedia port ethernet dan lebih dari satu port USB. Gambar 2.1 Raspberry Pi Selain komponen-komponen pada umumnya, Raspberry Pi juga terdapat komponen PIN GPIO, dengan adanya pin ini maka Raspberry Pi dapat mendukung beberapa modul salah satunya modul sensor inframerah, selain itu Raspberry Pi juga dapat dihubungkan dengan Arduino.

2 Berikut ini adalah komponen-komponen input dan output pada Raspberry Pi : 1) HDMI, untuk dihubungkan kemonitor yang mendukung jenis ini. Dapat juga di konversikan ke jenis VGA dan AV output. 2) Video analog (RCA port), dihubungkan kepesawat televisi yang memiliki input jenis RCA. 3) Audio output, keluaran suara dapat dihubungkan ke speaker. Audio output ini berukuran 3.5 untuk jack audionya. 4) Port USB 2.0, untuk kebutuhan perangkat input dan output nantinya. 5) Pin GPIO, untuk menhubungkan dengan sensor, arduino, perangkat lain yang memiliki data analog atau digital. 6) Port CSI (Camera Serial Interface). 7) Port DSI (Display Serial Interface). 8) Ethernet output, dihubungkan dengan kabel UTP/STP. 9) SD card slot / MicroSD card slot, untuk menyimpan sistem dan data. Terdapat 40 pin pada Raspiberry Pi yang terhubung langsung pada sistem yang dengan bantuan program untuk menjalankannya sehingga dapat digunakan sesuai dengan fungsinya. Selain dapat digunakan untuk pin input/output, terdapat beberapa pin yang memiliki fungsi khusus. Python merupakan bahasa pemrograman yang mendukung dan dapat digunakan langsung untuk mengontrol pin-pin yang tersedia pada raspberry Pi tersebut. Layaknya sebuah PC, Raspberry membutuhkan Operating System (OS) agar dapat digunakan. OS ini disimpan dalam microsdcard yang digunakan juga untuk media penyimpanan data seperti halnya harddisk. OS yang digunakan untuk raspberry Pi merupakan varian dari OS Linux. Debian merupakan salah satu varian dari OS Linux yang dapat digunakan dan secara gratis bisa didapatkan pada situs resmi Raspberry Pi Arduino Nano Arduino adalah papan elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen

3 utama, yaitu sebuah chip mikrokontroler Atmega328 dari jenis AVR dari perusahaan Atmel (Muhammad Syahwil, 2013:60). Arduino Nano adalah board arduino berukuran kecil, lengkap dan berbasis Atmega328 yang mempunyai kelebihan yang sama fungsional dengan Arduino jenis apapun (Muhammad Syahwil, 2013:71). Bentuk fisik dari Arduino nano dapat ditunjukan pada gambar 2.1. Karakteristik dan struktur arduino adalah (Muhammad Syahwil, 2013:61) : a) Integrated Development Environtment (IDE) arduino merupakan multi pl3atform, yang dapat dijalankan di berbagai sistem operasi, seperti Windows dan linux. IDE adalah program komputer yang memiliki beberapa fasilitas yang diperlukan dalam pembangunan perangkat lunak. Tujuan dari IDE adalah untuk menyediakan semua fasilitas yang diperlukan dalam membangun perangkat lunak. Arduino IDE memiliki fasilitas sebagai berikut : editor, compiler, linker dan debugger. b) Pemrograman arduino menggunakan kabel yang terhubung dengan port Universal Serial Bus (USB) bukan port serial. Fitur ini berguna karena banyak komputer sekarang yang memiliki port serial. c) Arduino adalah hardware dan software open source yaitu sistem pengembangan yang tidak dikoordinasi oleh individu atau lembaga pusat, tetapi oleh para pengguna yang memamfaatkan opensource. d) Rendah dalam hal biaya. Gambar 2.2 Arduino Nano Perangkat keras didalam arduino uno adalah : a) Port USB.

4 b) Integrated circuit (IC) Konverter Serial USB. c) Mikrokontroler ATMega 328. d) 14 Pin Input Output Digital (Pin D0-D13), 6 diantaranya port PWM (Pin 3,5,6,9,10,11). e) 8 Pin Input Output Analog (Pin A0-A7). f) Tegangan masukan (7-12V). Pada Sistem keamanan Rumah arduino nano berfungsi sebagai media dari sensor pir dan sensor getar kemudian di transmisikan ke raspberry pi. Selanjutnya Raspberry Pi mengolah data yang dikirimkan dari Arduino nano. Pengolahan data dari Arduino nano membutuhkan source code yang harus ditulis secara manual sesuai dengan jenis perangkat (sensor getar, sensor pir dan nrf24l01) yang digunakan bantuan software Arduino IDE Software Pendukung Untuk merancang program dan menulis data hex pada memori flash mikrokontroler digunakan dua software utama, yaitu compiler, Bahasa Pemrograman C arduino dan Cadsoft Eagle Compiler Arduino Compiler adalah sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa processing) menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah mikrokontroler tidak akan bisa memahami bahasa processing. Yang bisa dipahami oleh mikrokontroler adalah kode biner. Itulah sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini. Penggunaan perangkat lunak (software) dalam perancangan ini digunakan untuk mengendalikan alat listrik. Untuk membuat program diperlukan perangkat lunak untuk membuat sketch atau command perintah untuk mikrokontroller ATMEGA 328 yaitu menggunakan IDE Arduino. (Aryanta, 2014)

5 Gambar 2.3Compiler Arduino Bahasa Pemograman Arduino Berbasis Bahasa C Bahasa C adalah sebuah bahasa pemograman yang portable sehingga dapat djalankan di beberapa sistem operasi yang berbeda. Sebagai contoh program yang kita tulis dalam sistem operasi windows dapat kita kompilasi di dalam sistem operasi linux dengan sedikit ataupun tanpa perubahan sama sekali. Didalam bahasa C tersedia fasilitas pemrograman yang cukup lengkap untuk membangun berbagai aplikasi, antara lain: jenis data (pointer, structure dan string), operator dan struktur kendali, serta fungsi-fungsi pustaka standar yang dapat digunakan untuk kegunaan input atau output, alokasi tempat penyimpanan, mengolah string dan lain-lain. (Sitompul, O.S 2011) Pada kenyataannya, bahasa C mengkombinasikan elemen dalam bahasa tingkat tinggi dan bahasa tingkat rendah, yaitu kemudahan dalam membuat program yang ditawarkan pada bahasa tingkat tinggi dan kecepatan eksekusi dari bahasa tingkat rendah.

6 2.3.3 Proteus 7 Gambar 2.4 Tampilan Bahasa Pemrograman C Proteus 7 adalah sebuah software simulasi versi ke 7 dari proteus yang mengkombinasikan program ISIS (Intelligent Schematic Input System) untuk membuat sebuah skematik rangkaian elektronika dan program ARES untuk membuat sebuah layout PCB. Software ini bagus untuk mempelajari dasar-dasar elektronika dan sekaligus dapat melakukan simulasi elektronika Proteus ISIS (Intelligent Schematic Input System) Proteus ISIS merupakan program terintegrasi dengan proteus yang menjadi program utama pada software proteus. ISIS dirancang untuk membuat sebuah skematik rangkaian elektronika dan dapat menyimulasikan rangkaian dengan memberikan sebuah program ke dalam sebuah mikroprosesor. Software proteus ISIS dapat dilihat pada gambar 2.11.

7 Gambar 2.5Software Proteus ISIS. Elemen dasar software proteus ISIS: 1. Menu Bar : Tempat tersedianya menu utama yaitu File,View, Edit, Tools, Design, Graph, Source, Debug, Library, Template, System dan Help. 2. Command Toolbar : Merupakan akses alternatif dari menu bar. 3. Model Komponen : Merupakan tempat ppemilihan model komponen elektronika. 4. Pengambilan Komponen : Tempat pengambilan komponen elektronika. 5. Area Gambar : Tempat untuk menggambar, mengedit dan menyimulasikan skematik rangkaian. 2.3,3,2 Proteus ARES Proteus ARES merupakan tempat untuk membuat layout PCB berdasarkan skematik rangkaian elektronika yang telah dibuat di ISIS. Software Proteus ARES dapat dilihat pada gambar 2.12.

8 Gambar 2.6Software Proteus ARES. Elemen dasar software proteus ARES: 1. Menu Bar : Tempat tersedianya menu utama yaitu File, Output, View, Edit, Library, Tools, Technology, System, Help. 2. Command Toolbar : Merupakan akses alternatif dari menu bar. 3. Tools : Tempat pengambilan peralatan untuk menggambar layout. 4. Pengambilan Komponen : Tempat pengambilan komponen elektronika yang telah dipilih dari proteus ISIS. 5. Area Gambar : Tempat menampilkan layout rangkaian elektronika Pemrograman Python Python adalah bahasa pemrograman multiguna dengan filosopi perancangan yang berfokus pada tingkat keterbacaan kode. Phyton diklaim sebagai bahasa yang menggabungkan kapabilitas, kemampuan, dengan sintaksis kode yang sangat jelas, dan dilengkapi dengan fungsionalitas pustaka standar yang besar serta komprehensif. Python mendukung multi pradigma pemrograman, utamanya, namun tidak dibatasi pada pemrograman berorientasi objek, pemrograman imperatif, dan pemrograman fungsional. Salah satu fitur yang tersedia pada python adalah sebagai pemrograman dinamis dilengkapi skrip namun pada praktiknya pengguna bahasa ini lebih luas mencakup konteks mencakup konteks pemamfaatan yang umumnya tidak dilakukan dengan menggunakan bahasa skrip. Python dapat digunakan untuk berbagai keperluan pengembangan perangkat lunak dan dapat berjalan di berbagai platform sistem

9 operasi. Saat ini kode python dapat dijalankan diberbagai platform sistem operasi, beberapa diantaranya adalah : a) Linux/Unix. b) Windows. c) Mac OS. d) Java Virtual Machine. e) OS/2. f) Amiga. g) Palm. Beberapa fitur yang dimiliki pemrograman python adalah : a) Memiliki kepustakaan yang luas, dalam distribusi Python telah disediakan modul-modul siap pakai untuk berbagai keperluan. b) Memiliki tata bahasa yang jernih dan mudah dipelajari. c) Memiliki aturan layout sourcecode yang memudahkan pengecekan pembacaan kembali dan penulisan ulang sourcecode. d) Berorientasi Objek. e) Memiliki sistem pengelolaan memori otomatis (garbage collection, seperti Java). f) Modular, mudah dikembangkan dengan menciptakan modul-modul tersebut dapat dibangun dengan bahasa python maupun C/C++. g) Memiliki fasilitas pengumpulan sampah otomatis, seperti halnya bahasa pemrograman java, python memiliki fasilitas pengaturan penggunaan ingatan komputer para pemrograman tidak perlu melakuan pengaturan ingatan komputer secara langsung. h) Memiliki banyak fasilitas pendukung sehingga mudah dalam pengoprasiannya RPi.GPIO RPi.GPIO adalah perangkat lunak yang menawarkan akses GPIO (General Purpose Input Output) pada Raspberry Pi yang akan digunakan untuk menghubungkan GPIO ke peralatan listrik, dimana fungsi dari modul Rpi.GPIO ini adalah untuk berkomunikasi langsung dengan GPIO yang sudah ditetapkan fungsinya, adapun

10 fungsi dari modul RPi.GPIO ini adalah sebagai berikut. 1) PWM via DMA. 2) GPIO input dan output (drop-in pengganti RPi.GPIO). 3) GPIO interupsi (callback ketika peristiwa terjadi pada masukan GPIO). 4) Socket TCP interupsi (callback ketika socket TCP klien mengirim data). 5) Command-line tools rpio dan rpio-curses. 6) Opensource (LGPLv3 +). RPi.GPIO ini adalah perangkat lunak yang bisa dikembangkan dalam arti bebas dan dapat menyebarluaskan atau memodifikasi dibawah GNU Lesser Public License sebagaimana dipublikasikan oleh Free Foundation SMS Gateway SMS Gateway adalah sebuah gerbang yang menghubungkan antara komputer dengan client melalui SMS, secara garis besar, SMS Gateway dapat digambarkan seperti gambar berikut. Gambar 2.7 Cara kerja SMS Gateway Client secara tidak langsung berinteraksi dengan aplikasi / sistem melalui SMS

11 Gateway. Saat melakukan SMS, maka informasi terpenting yang diperlukan adalah nomor tujuan dan pesan. Contoh dari penggunaan SMS Gateway adalah seperti pengunguman dan penyebaran informasi kenomor tertentu. Saat informasi internal sudah terkumpul, maka sistem akan melakukan penulisan kedalam database yang selanjutnya diolah oleh gammu agar dapat dikirimkan kepada nomor tujuan Gammu Gammu adalah sebuah aplikasi cross-platform yang digunakan untuk menjembatani antara database SMS Gateway dengan SMS Device. Aplikasi Gammu berupa Daemon yang berjalan secara background. Setiap saat gammu memonitor SMS device dan database SMS Gateway. Saat ada SMS masuk ke SMS Device, maka gammu langsung memindahkannya ke dalam kotak masuk database SMS Gateway dan sebaliknya Modem Modem merupakan penggabungan dari dua suku kata yaitu modulator dan demodulator. Modulator adalah merubah sinya informasi kedalam sinyal pembawa (carrier) kemudian dikirimkan. Sedangkan demodulator bertugas untuk memisahkan sinyal informasi yang berisi data atau pesan atau sinyal pembawa yang diterima sehingga informasi dapat diterima dengan baik. Secara umum modem dikenal sebagai perangkat keras yang digunakan untuk komunikasi pada komputer. Data dari komputer yang berbentuk sinyal analog dan sebaliknya (W. Purbo.,2013) Dalam perkembangannya, kecepatan transfer data melalui jalur telepom dengan sinyal analalog dianggap tidak dapat memenuhi keinginan pengguna internet yang membutuhkan transfer data yang cepat. Hal ini disebabkan karena sinyal analog yang merambat melalui kabel telpom banyak mendapat gangguan dari lingkungan. Oleh karena itu saat ini ada berbagai macam modem, sesuai dengan teknologi dan jalur komunikasi data yang digunakan. Secara singkat, modem dapat dibedakan berdasarkan penempatannya dan teknologi atau jenis koneksinya seperti Modem GSM.

12 2.4.1 Modem GSM Modem GSM yaitu modem wireless mobile yang bekerja pada jalur komunikasi telpon genggam GSM. Modem ini mendukung layanan GPRS/EDGE atau layanan 3G. Contohnya berupa modem GSM USB atau dapat menggunakan telepon genggam GSM yang mendukung teknologi GPRS/3G/4G Sensor Pir Sensor PIR (Passive Infrared) adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengindra atau menangkap suatu besaran fisis (temperatur suhu tubuh manusia) dan merubahnya kebentuk sinyal listrik. Sesuai namanya, Passive Infrared, sensor ini bersifat pasif. Sensor ini menerima sinyal infrared yang dipancarkan oleh suatu objek yang bergerak (dalam hal ini tubuh manusia). Saat ini dipasaran banyak sekali terdapat jenis sensor PIR, seperti halnya peralatan elektronik yang lainnya, harganya tergantung dari negara pembuat, kwalitas dan juga Merk-nya. (Zain, R.H. 2013) Gambar 2.8 Sensor Pir Sensor PIR berfungsi sebagai detektor yang akan memberikan logika high dan akan diproses oleh mikrokontroler yang kemudian akan digunakan untuk menghidupkan

13 lampu. sensor PIR yang dibutuhkan adalah respon sensor terhadap kehadiran objek pada sudut dan jarak tertentu dari posisi sensor. (Utomo, G. 2013) 2.6. Sensor Getar 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 pada alat ini dengan kontroler tidak sangat dekat, ada kemungkinan jaraknya jauh. Bila getaran diubah menjadi arus, maka arus yang dihasilkan sensor dengan arus yang diterima dengan kontroler akan sama besarnya. Hal ini tentunya akan berbeda jika getaran diubah menjadi tegangan. Tegangan yang dihasilkan sensor akan tidak sama dengan tegangan yang diterima kontroler sebagai akibat dari adanya losses. Gambar 2.9Sensor Getar 2.7. Modul nirkabel nrf24l01 Untuk mendukung komunikasi nirkabel antar perangkat mikrokontroler maka modul nrf24l01 adalah perangkat yang dirancang untuk komunikasi jarak jauh yang memamfaatkan pita gelombang RF 2.4 GHz ISM (Industrial, Scientific and Medical). Modul ini menggunakan antarmuka SPI untuk berkomunikasi. Tegangan kerja dari modul ini adalah 3V DC. nrf24l01 termasuk modul rendah konsumsi daya yang memungkinkan daya tahan baterai berbulan-bulan hingga bertahun-tahun. Modul ini dapat digunakan untuk

14 pembuatan pheriperal PC, piranti permainan, piranti fitnes dan olahraga, mainan anak-anak dan alat lainnya. Gambar 2.10 nrf24l01 Modul ini memiliki 8 buah pin, diantaranya : 1) VCC (3.3v DC) 2) GND 3) CE 4) CSN 5) MOSI 6) SCK 7) IRQ 2.8 Buzzer Komponen elektrokika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Pada umumnya Buzzer yang merupakan perangkat audio ini sering digunakan pada rangkaian anti-maling, alarm pada bel rumah dan alat alar lainnya. Jenis buzzer yang digunakan pada Sistem keamanan ini adalah Piezo Buzzer yang memiliki beberapa kelebihan seperti lebih murah, relatif lebih kecil ukurannya, dan lebih mudah dalam menggabungkan kedalam rangkaian elektronika. Buzzer sering juga disebut dengan Beeper.

15 Gambar 2.11Buzzer 2.9USB Wifi USB WIFI Fungsinya adalah menangkap dan menguatkan sinyal wifi dari pemancar wifi (access point). Pada Raspberry Pi, USB WIFI digunakan sebagai hotspot yang dapat menjadi access point, sehingga user dapat langsung mengendalikan raspberry pi tanpa harus terhubung langsung ke jaringan internet atau menggunakan web untuk mengendalikan raspberry pi. Gambar 2.12USB Wifi 2.10Camera Pi Camera Pi atau yang biasa disebut pi-camera adalah perangkat kamera yang sudah terintegrasi dengan raspberry pi. Camera Pi terhubung dengan port CSI pada board raspberry pi. Untuk pemasangan kamera pi hanya dengan menghubungkan kabel kamera langsung pada port CSI, setelah itu memilih enable camera pada konfigurasi raspberry pi. Modul kamera ini sudah memiliki resolusi 5 MP tanpa autofocus. Untuk pengaplikasiannya raspberry telah menyertakan library untuk kemudian dikembangkan kedalam program. Gambar 2.12 Camera Pi