PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGAMAN PINTU RUMAH OTOMATIS MENGGUNAKAN SMS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMega8535 LAPORAN TUGAS AKHIR Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Pendidikan Program Diploma 3 oleh : DODI RIYANDA NIM : 1205062069 DESRI WANSON SIMANJUNTAK NIM : 1205062067 PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MEDAN 2015
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas segala petunjuk, rahmat dan karunia-nya yang tak terhingga sehingga penulis dapat menyelesaikan rancangan proyek dan Laporan Tugas Akhir ini dengan baik dan tepat pada waktunya. Laporan tugas akhir ini berjudul perancangan dan pembuatan alat pengaman pintu rumah otomatis menggunakan SMS berbasis Mikrokontroler ATMEGA8535. Ditulis untuk memenuhi syarat menyelesaikan Pendidikan Program Diploma III Program Studi Teknik Telekomunikasi Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapatkan bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak berupa informasi, material maupun spiritual. Pada kesempatan ini kami mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu, mendoakan dan memberikan dukungan kepada kami dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini, antara lain : 1. M. Syahruddin, ST, MT, Direktur Politeknik NegeriMedan; 2. Junaidi, ST, MT, Kepala Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. 3. Ir. Suhaili Alifuddin, M.Eng, Kepala Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan. 4. Arfanda A Siregar, ST,M.Hum, sebagai Dosen Pembimbing dan juga selaku Dosen Wali Kelas TK-6D yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 5. Teristimewa untuk Ayahanda dan Ibunda kami tercinta dalam mencurahkan cinta dan kasih sayangnya kepada Ananda, serta dukungan dalam doa dan dukungan baik moril maupun materil. 6. Seluruh staff dan Dosen Jurusan Teknik Elektro khususnya Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan. iii
7. Kepada Abang dan Kakak senior khususnya di Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan; 8. Semua teman teman seperjuangan yang sama sama merasakan pahit manisnya menjalani perkuliahan di Politeknik Negeri Medan khususnya Prodi Teknik Telekomunikasi Kelas TK-6D 9. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Laporan Tugas Akhir ini adalah hasil karya penulis yang dapat dipertanggung jawabkan dan bukan merupakan plagiat. Dengan segala kerendahan hati penulis menyadari dengan keterbatasan kemampuan dan pengetahuan yang dimiliki, bahwasannya Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk menyempurnakan laporan ini. Medan, 27 Agustus 2015 Hormat kami Penulis iv
ABSTRAK Pada Tugas Akhir ini dirancang dan dibuat alat pengaman pintu rumah otomatis menggunakan SMS berbasis Mikrokontroler ATMEGA8535. Keamanan merupakan salah satu faktor yang sangat penting dalam kehidupan manusia, salah satu tempat yang perlu keamanan adalah rumah. Dengan adanya jaminan keamanan, manusia dapat melakukan aktifitas hidupnya dengan mudah dan tanpa ada rasa khawatir mengenai ancaman rumah yang ditinggalkan. Berdasarkan hal tersebut, maka penulis merancang dan membuat alat pengaman pintu rumah otomatis menggunakan SMS berbasis Mikrokontroler ATMEGA8535. Dalam Tugas Akhir ini dijelaskan bagaimana merancang alat pengaman pintu rumah otomatis menggunakan SMS berbasis Mikrokontroler ATMEGA8535 dan bagaimana membuat alat pengaman pintu rumah otomatis menggunakan SMS berbasis Mikrokontroler ATMEGA8535. Adapun tujuan penelitian ini adalah untuk mendeskripsikan perancangan dan pembuatan alat pengaman pintu rumah otomatis menggunakan SMS berbasis Mikrokontroler ATMEGA8535. Pada alat ini dibuat sebuah sistem pengamanan pintu rumah yang dapat memberi peringatan melalui pesan singkat (SMS) ke telepon seluler pemilik rumah. ketika pintu rumah telah dibuka dengan paksa oleh orang yang tidak dikehendaki, selain itu pemilik rumah juga dapat memberi sebuah perintah untuk menghidupkan atau mematikan lampu dan sistem alarm melalui SMS. Sistem ini memanfaatkan magnetic switch yang dipasang pada pintu rumah sebagai sensor jika pintu telah dibuka secara paksa. Pada alat digunakan Mikrokontroler ATMEGA8535 sebagai pusat pemrosesan dan modem SIM 900A untuk komunikasi via SMS. v
DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN... i LEMBAR PENGESAHAN... ii KATA PENGANTAR... iii ABSTRAK... v DAFTAR ISI... vi DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR TABEL... xiii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah... 1 1.2. Perumusan Masalah... 2 1.3. Batasan Masalah... 2 1.4. Tujuan Penulisan Laporan... 3 1.5. Manfaat... 3 1.6. Metodologi Penulisan... 4 1.7. Sistematika Penulisan... 5 BAB 2 DASAR TEORI 2.1. Pengaman Pintu Rumah... 7 2.2 Mikrokontroler AVR ATMega8535... 8 vi
2.2.1 Konfigurasi pin Mikrokontroller ATMega8535... 12 2.2.2. Peta Memori Mikrokontroller ATMega8535... 15 2.2.3. Status Register... 17 2.3. Magnetic Switch... 18 2.3.1. Prinsip Kerja Magnetic Switch... 19 2.4. Buzzer... 21 2.5. Rangkaian Driver... 22 2.5.1. Relay... 22 2.5.2. Transistor... 26 2.6. Short Message Send ( SMS )... 29 2.6.1 Elemen-elemen SMS... 29 2.6.2 Cara Kerja SMS... 32 2.7. Modem GSM SIM900... 33 2.8. AT Command... 34 2.9. Komunikasi Serial... 34 2.10. Bahasa Pemograman Basic... 36 BAB 3 PERANCANGAN DAN REALISASI 3.1. Perancangan Diagram Blok... 38 3.1.1. Keterangan Diagram Blok... 39 3.1.2. Cara Kerja Sistem... 41 vii
3.2. Perancangan Hardware... 42 3.2.1. Rangkain Sistem Minimum ATMEGA8535... 42 3.2.2. Rangkain Power Supply... 45 3.2.3. Rangkain Sensor Magnetic Switch... 47 3.2.4. Rangkaian Driver... 49 3.2.5. Beban... 50 3.2.6. Konfigurasi Modem... 51 3.2.7. Rangkaian ISP Downloader... 52 3.3. Perancangan Software... 53 3.3.1. Algoritma Program... 53 3.3.2. Diagram Alir... 54 3.3.3. Pembuatan Program... 56 3.4. Rangkaian Keseluruhan... 65 BAB 4 PENGUJIAN DAN ANALISIS 4.1. Pengujian Rangkaian Sensor Magnetic... 67 4.1.1. Pengukuran Sensor Magnetic Switch... 68 4.2. Pengujian Rangkaian Power Supply... 71 4.3. Pengujian Rangkaian Relay... 74 4.4. Pengujian Rangkaian Minimum System ATMega8535... 77 4.5 Pengujian Sistem Keseluruhan... 79 viii
4.5.1 Pengujian Sensor Pada Pintu... 79 4.5.2 Pengujian Pengiriman SMS Perintah Kepada Alat... 83 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan... 86 5.2. Saran... 86 DAFTAR PUSTAKA... 88 LAMPIRAN... 89 ix
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Alarm Anti Maling... 7 Gambar 2.2. Gembok Anti Maling... 7 Gambar 2.3. Diagram Blok Arsitektur Mikrokontrol ATMega8535... 10 Gambar 2.4. Susunan Pin (kaki) ATMega8535... 12 Gambar 2.5. Peta Program Memory... 15 Gambar 2.6. Peta Data Memory... 16 Gambar 2.7. Status Register ATMega8535... 17 Gambar 2.8. Bentuk Fisik Magnetic Switch... 18 Gambar 2.9. Magnetic Switch... 19 Gambar 2.10.Struktur Magnetic Switch... 20 Gambar 2.11 Magnetic Switch model MC-38... 20 Gambar 2.12 Simbol buzzer dan Bentuk Fisik buz... 21 Gambar 2.13 Simbol Relay... 23 Gambar 2.14 Bentuk Fisik Relay... 23 Gambar 2.15 Struktur Relay... 24 Gambar 2.16. kondisi relay NO dan NC... 25 Gambar 2.17. Bentuk Fisik dan Simbol Transistor... 27 Gambar 2.18. Rangkaian Transistor Tertutup... 27 x
Gambar 2.19. Rangkaian Transistor Terbuka... 28 Gambar 2.20. Elemen Pendukung SMS... 29 Gambar 2.21. Modul GSM SIM900... 33 Gambar 2.22. Format Pengiriman Data Serial... 36 Gambar 3.1. Diagram Blok... 38 Gambar 3.2. Rangkaian system minimum ATMEGA8535... 43 Gambar 3.3. Diagram Rangkaian Power Supply... 45 Gambar 3.4. Rangkaian Sensor Magnetic Switch... 47 Gambar 3.5. Rangkaian Driver... 49 Gambar 3.6. Rangkaian beban lampu... 51 Gambar 3.7. Rangkaian beban alarm... 51 Gambar 3.8. Pin-Pin Pada Modem... 52 Gambar 3.9. Rangkaian ISP Downloader... 53 Gambar 3.10.Diagram Alir Sistem... 55 Gambar 3.11.Rangkaian Keseluruhan... 66 Gambar 4.1. Magnetic Switch Terbuka... 67 Gambar 4.2. Magnetic Switch Tertutup... 68 Gambar 4.3 Pengujian Pintu 1... 69 Gambar 4.4 Pengujian Pintu 2... 69 Gambar 4.5 Pengujian Pintu 3... 70 xi
Gambar 4.6 Pengujian Pintu 4... 70 Gambar 4.7 Rangkaian Power Supply... 71 Gambar 4.8 Pengukuran Tegangan Power Supply 5 Volt... 72 Gambar 4.9 Pengukuran Tegangan Power Supply 4,20 Volt... 72 Gambar 4.10 Pengukuran Tegangan Power Supply 12 Volt... 73 Gambar 4.11. Rangkaian Driver... 75 Gambar 4.12. Hasil pengujian relay satu (beban lampu)... 76 Gambar 4.13. Hasil pengujian Relay dua (beban alarm)... 77 Gambar 4.14. Pengujian Sistem Minimum ATMEGA8535... 78 Gambar 4.15. LED Indikator pada saat pintu 1 terbuka... 79 Gambar 4.16. Tampilan SMS Pemberitahuan Pintu 1... 80 Gambar 4.17. LED Indikator pada saat pintu 2 terbuka... 80 Gambar 4.18. Tampilan SMS Pemberitahuan Pintu 2... 81 Gambar 4.19 LED Indikator pada saat pintu 3 terbuka... 81 Gambar 4.20. Tampilan SMS Pemberitahuan Pintu 3... 82 Gambar 4.21 LED Indikator pada saat pintu 4 terbuka... 83 Gambar 4.22. Tampilan SMS Pemberitahuan Pintu 4... 83 Gambar 4.23. Balasan SMS perintah alarm on (a) dan alarm off (b)... 84 Gambar 4.24. Balasan SMS perintah lampu on (a) dan lampu off (b)... 84 Gambar 4.25. Kondisi lampu on... 85 xii
DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Pengukuran Jarak Contact Sensor Magnetic Switch... 68 Tabel 4.2. Pengukuran tegangan keluaran sensor magnet switch pada pintu... 71 Tabel 4.3. Hasil Pengukuran tegangan keluaran power supply... 74 Tabel 4.4. Hasil Pengukuran Rangkaian Driver... 76 xiii
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Tindak kejahatan yang terjadi pada lingkungan rumah akhir-akhir ini semakin sering terjadi dan angka kriminalitas pun semakin meningkat. Para pencuri biasanya lebih menargetkan rumah-rumah yang kosong atau yang ditinggal oleh pemiliknya dan biasanya modusnya dengan mencongkel atau merusak pintu rumah. Pemilik rumah biasanya memberikan pengamanan lebih terhadap rumahnya yaitu dengan hanya memberi pengaman berupa kunci tambahan seperti gembok, kunci rantai dan sebagainya. Namun sistem keamanan tersebut masih belum efektif karena tidak adanya pemberitahuan tentang apa yang terjadi dengan rumah kita. SMS (Short Messages Service) adalah teknologi pengiriman pesan singkat pada jaringan GSM (Global System for Mobile Communications) yang kini juga didukung oleh jaringan CDMA (Code Division Multiple Access) dan telepon rumah dengan biaya yang sangat murah. Saat ini SMS mungkin sudah tidak asing lagi bagi masyarakat. Dalam perancangan alat elektronika telekomunikasi, pemanfaatan SMS juga dapat diterapkan untuk mengontrol sistem dari jarak jauh. Sehingga hal ini dapat menghemat waktu dan tenaga jika suatu alat harus di hidup matikan secara manual. Sistem ini diharapkan dapat membantu pemilik rumah dalam mencegah tindakan pencurian. 1
2 Pada tugas akhir ini, penulis membuat sebuah alat yang dapat memberi peringatan melalui pesan singkat (SMS) ke telepon seluler pemilik rumah jika pintu rumah telah di buka dengan seseorang tak dikenal. Tidak hanya itu, pemilik rumah juga bisa memberikan sebuah perintah untuk menghidupkan atau mematikan alarm dan seluruh sistem lampu pada rumah melalui SMS. Dengan demikian dari pembahasan diatas maka penulis merancang dan membuat sebuah alat dan memberi judul : Perancangan dan Pembuatan Alat Pengaman Pintu Rumah Otomatis Menggunakan SMS Berbasis Mikrokontroler ATMEGA8535. 1.2. Perumusan Masalah Adapun permasalahan yanng akan dibahas dalam proyek Tugas Akhir ini adalah : 1. Bagaimana merancang alat pengaman pintu rumah otomatis menggunakan SMS berbasis mikrokontroler ATMEGA8535. 2. Bagaimana membuat alat pengaman pintu rumah otomatis menggunakan SMS berbasis mikrokontroler ATMEGA8535. 1.3. Batasan Masalah Untuk mendapatkan pembahasan semaksimal mungkin dan agar mudah dipahami serta menghidari pembahasan yang terlalu meluas maka pembahasan masalah sangat di butuhkan. Adapun batasan masalah yang dibahas dalam laporan tugas akhir ini adalah:
3 1. Alat ini menggunakan magnetic switch sebagai sensor untuk mendeteksi adanya pergerakkan pintu, sehingga dapat memberikan informasi dan memberikan perintah melalui pengiriman SMS kepada pemilik rumah. 2. Pada alat ini jumlah pintu yang di deteksi oleh magnetic switch tidak lebih dari 4 pintu, karna kebanyakkan standard rumah menggunakan 4 pintu. 3. Alat ini ditujukan untuk pengamanan pada pintu rumah yang sifatnya preventif (mencegah), yang lebih dikhususkan pada rumah dalam keadaan kosong atau ditinggalkan pemiliknya. 4. Alat ini dapat mengirim SMS ke user dan menerima SMS dari user menggunakan modem SIM 900A. 1.4. Tujuan Penulisan Laporan Tujuan utama dalam pembuatan laporan tugas akhir ini adalah: 1. Merancang alat pengaman pintu rumah otomatis menggunakan SMS berbasis Mikrokontroler ATMEGA8535. 2. Membuat alat pengaman pintu rumah otomatis menggunakan SMS berbasis Mikrokontroler ATMEGA8535. 1.5. Manfaat diperoleh : Dalam perancangan dan pembuatan Tugas Akhir ini, maka manfaat yang
4 1. Untuk meningkatkan keamanan dan mencegah tindak pencurian pada rumah yang sedang ditinggalkan. 2. Dapat menjadi referensi untuk mahasiswa / mahasisiwi lain, agar nantinya alat ini dapat dikembangkan lebih jauh. 3. Bagi penulis, dapat menambah pengetahuan yang banyak dan pengalaman pada bidang telekomunikasi. 1.6. Metodologi Penulisan Metodologi penulisan yang digunakan penulis dalam penulisan laporan tugas akhir ini adalah : 1. Studi Literatur 1.1. Mengumpulkan informasi dan mempelajari hal-hal yang berhubungan dengan topik Tugas Akhir. 1.2. Mengumpulkan data-data dari komponen penyusun rangkaian. Membaca buku yang berhubungan dengan perancangan dan pembuatan alat tersebut. 1.3. Pengumpulan data dari internet dan perpustakaan yang berhubungan dengan perencanaan dan pembuatan Tugas Akhir ini. 2. Konsultasi Dalam perancangan ini terlebih dahulu penulis mengadakan konsultasi dengan dosen pembimbing.
5 3. Diskusi Saling bertukar ide dan pendapat dengan rekan satu tim secara terus menerus dalam upaya penyelesaian proyek Tugas Akhir ini. 4. Survey Melakukan survey terhadap komponen dan lingkungan yang berhubungan dalam perencanaan dan pembuatan Tugas Akhir ini. 1.7. Sistematika Penulisan Penulisan tugas akhir ini dibagi menjadi beberapa bagian yaitu: 1. BAB I: PENDAHULUAN Menjelaskan tentang latar belakang, tujuan penulisan, rumusan masalah, batasan masalah, metodologi dan sistematika penulisan. 2. BAB II: DASAR TEORI Menjelaskan landasan teori yang berhubungan dalam tugas akhir ini diantaranya mikrokontroler ATMEGA8535, Magnetic Switch, Buzzer, Rangkaian Driver, Transistor, Short Message Service, komunikasi serial, dan AT Command.
6 3. BAB III: PERANCANGAN DAN REALISASI Menjelaskan tentang desain sistem, prinsip kerja sistem, perancangan perangkat keras, dan perancangan perangkat lunak. 4. BAB IV: PENGUJIAN SISTEM DAN ANALISIS Menjelaskan tentang implementasi dari perancangan sistem, pengujian dan analisis dari hasil pengujian sistem 5. BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN Menjelaskan tentang kesimpulan yang didapat dari hasil pengujian dan analisis sistem secara keseluruhan dan saran untuk pengembangan tugas akhir.