SISTEM PENGAMAN RUMAH BERBASIS GPRS DAN IMAGE CAPTURING Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Telekomunikasi Oleh : GIFT STEVANY SITORUS NIM :1105061021 LAURA SELVIA SIPAHUTAR NIM : 1105061026 PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2014
ABSTRAK Pada tugas akhir ini dibahas tentang suatu sistem pengaman rumah yang dibangun dari mikrokontroler ATMega 8535, webcam, motor servo, USB to TTL, sensor PIR, modem, PC/Laptop. Sensor merupakan alat yang digunakan untuk mendeteksi adanya gerakan. Sensor yang digunakan pada sistem ini adalah sensor PIR (Passive Infrared Receiver). Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah atau hanya merespon energi dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki oleh setiap objek yang terdeteksi olehnya. Jika ada objek yang terdeteksi olehnya maka akan menghasilkan tegangan input pada IC mikrokontroler ATMega 8535 yang kemudian mengolah data tersebut yang bekerja berupa logika 1 atau 0 dan mengolahnya melalui program. Reaksi tersebut akan mengaktifkan motor servo yang akan menggerakkan webcam. Dimana webcam digunakan sebagai penangkap gambar. Apabila objek terdeteksi oleh sensor PIR maka webcam akan digerakkan oleh motor servo mengarah ke sensor yang mendeteksi adanya seseorang yang datang dan menangkap gambar, kemudian gambar tersebut tersimpan di laptop yang telah diprogram dengan menggunakan Visual Basic. Mikrokontroler akan memproses perintah kepada modem untuk mengirimkan SMS (Short Messages Service / Pesan Singkat ) ke nomor handphone pemilik rumah yang telah diatur. Kata kunci: mikrokontroler ATMega 8535, sensor PIR, motor servo, webcam, modem,dan laptop iii
KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur penulis kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat yang telah diberikan-nya, penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini sehingga penulis dapat menyelesaikan dengan baik dan tepat pada waktunya. Laporan Tugas Akhir ini merupakan persyaratan untuk menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Teknik Telekomunikasi jurusan Teknik Elektro Diploma 3 di Politeknik Negeri Medan. Adapun Laporan Tugas Akhir ini berdasarkan dari perancangan sebuah proyek elektronika telekomunikasi yang berjudul SISTEM PENGAMAN RUMAH BERBASIS GPRS DAN IMAGE CAPTURING. Alat ini berfungsi untuk memberikan tanda atau peringatan berupa bunyi alarm dan nyala lampu jika ada gerakan yang terdeteksi oleh sensor tersebut,sehingga pemilik rumah mengetahui apabila ada sesuatu yang mencurigakan dan diharapkan mampu memberikan informasi bagi pemiliknya. Dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini, penulis banyak menemui masalah aataupun kendala dalam pengerjaan alat maupun penyusunan laporan. Namun berkat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak sehingga Laporan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan. Pada kesempatan ini kami mengucapkan terima kasih kepada: 1. M. Syahruddin, ST, MT, Direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Junaidi,ST.MT, Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. 3. Ir. Suhaili Alifuddin, M.Eng, Ketua Program Studi Teknik Telekomunikasi. 4. M.Rusdi, MT, sebagai Wali Kelas TK-6A 5. Ir. Regina Sirait, MT, sebagai dosen pembimbing penulis yang telah banyak meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membantu penulis dalam pembuatan Laporan Tugas Akhir ini. 6. Seluruh staf pengajar, teknisi dan administrasi Program Studi Teknik Telekomunikasi atas bimbingan dan nasehat yang diberikan selama masa akademik di Politeknik Negeri Medan. 7. Orang tua yang teristimewa yang telah susah payah dalam mendidik, membantu dan mendukung secara moril maupun materil. iv
8. Buat semua keluarga, kakak-kakak dan adik kami yang selalu memberikan dukungan dan motivasi yang baik buat penulis. 9. Teman-teman TK-6A, TK-6B, TK-6C dan TK-6D, khususnya TK-6A yang tidak dapat disebutkan namanya satu persatu yang telah banyak mendukung dalam pembuatan Laporan Tugas Akhir ini. 10. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam pembuatan proyek dan Laporan Tugas Akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu-persatu. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun demi perbaikan dan kesempurnaan Laporan Tugas Akhir ini. Akhir kata semoga Laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkannya dan dapat menambah wawasan, ilmu pengetahuan serta memberi informasi yang berguna bagi pembaca Medan, 28 Agustus 2014 Penulis v
DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN... LEMBAR PENGESAHAN... ABSTRAK... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... Halaman i ii iii iv vi x xii vi
BAB 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Perumusan Masalah... 1 1.3 Batasan Masalah... 2 1.4 Tujuan... 2 1.5 Manfaat... 2 1.6 Sistematika Penulisan... 3 BAB 2. DASAR TEORI 2.1 Sensor PIR... 4 2.1.1 Cara Kerja Sensor PIR... 4 2.2 Mikrokontroler ATMega 8535... 6 2.2.1 Deskripsi... 6 2.2.2 Konfigurasi Pin ATMega 8535... 7 2.2.3 Diagram Blok ATMega8535... 9 2.2.4 Organisasi Memori... 11 2.2.5 Memori Program... 12 2.2.6 Memori Data... 12 2.2.7 I/O Port... 13 2.2.8 Instruksi Pemrogaman... 14 2.2.8.1 Bahasa Visual Basic 2008... 14 2.2.8.1.1 Struktur Pemrogaman Bahasa Visual Basic 15 2.2.8.2 Code Vision AVR... 16 2.3 Laptop... 21 vii
2.4 Modem... 22 2.4.1 Cara Kerja Modem... 23 2.5 SMS... 25 2.6 Camera Vztec VZ-WC 1682... 26 2.6.1 Kualitas Optimal... 27 2.6.2 Lampu LED... 27 2.6.3 Fitur Plug n Play... 27 2.6.4 Spesifikasi dari Camera Vztec VZ-WC 1682... 27 2.7 Motor Servo... 28 2.7.1 Prinsip Kerja Motor Servo... 30 2.7.2 Konfigurasi Pin Motor Servo... 31 2.7.3 Deskripsi Pulsa Motor Servo... 32 2.8 USB to TTL... 33 2.8.1 Spesifikasi USB to TTL... 34 BAB 3. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM PENGAMAN RUMAH BERBASIS GPRS DAN IMAGE CAPTURING 3.1 PERANCANGAN HARDWARE... 35 3.1.1 Blok Diagram... 35 3.1.2 Sensor PIR... 36 3.1.3 Rangkaian Mikrokontroler... 37 3.1.4 Motor Servo... 39 3.1.5 Camera Vztec VZ-WC 1682... 40 3.1.6 Rangkaian Power Supply... 41 viii
3.1.7 USB to TTL... 41 3.1.8 Modem Vodafone E220... 42 3.1.9 Laptop HP 430 9PA... 43 3.2 PERANCANGAN SOFTWARE... 43 3.2.1 Flowchart... 43 3.2.2 Perancangan Program... 44 3.2.3 Algoritma Program... 47 BAB 4. PENGUKURAN DAN ANALISA 4.1 Pengukuran Hardware... 56 4.1.1 Pengukuran dan Analisa sensor PIR... 56 4.1.2 Pengukuran dan Analisa Motor Servo... 58 4.1.3 Pengukuran dan Analisa Rangkaian Power Supply... 59 4.1.4 Pengukuran Tegangan Mikrokontroler ATMega 8535... 60 4.2 Analisa secara Software... 61 4.3 Pengukuran Sistem Secara Keseluruhan... 71 4.4 Kelebihan dan Kekurangan Sistem... 72 BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 73 5.2 Saran... 73 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ix
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Bagian-bagian sensor PIR... 5 Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMega 8535... 7 Gambar 2.3 Diagram Blok ATMega 8535... 10 Gambar 2.4 Pembagian Memori Program... 12 Gambar 2.5 Tampilan Awal Code Vision AVR... 17 Gambar 2.6 Konfirmasi Membuat Project atau File... 17 Gambar 2.7 Konfirmasi Penggunaan Code Wizard AVR... 18 Gambar 2.8 Konfirmasi Program Melalui Code Wizard AVR... 19 Gambar 2.9 Form Program... 20 Gambar 2.10 Kotak Dialog Information Configure... 21 Gambar 2.11 Cara Pengiriman Modem Mengkonversi Informasi Digital Komputer dengan Saluran Telepon... 25 Gambar 2.12 Camera Vztec VZ-WC 1682... 27 Gambar 2.13 Motor Servo Standar 180 0... 29 Gambar 2.14 Motor Servo Continous... 30 Gambar 2.15 Diagram Waktu Perputaran Lebar Pulsa Poros Motor Servo 31 Gambar 2.16 Konfigurasi Pin pada Motor Servo... 32 Gambar 2.17 Posisi Perputaran Rotor Sudut pada Motor Servo... 33 Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem Pengaman Rumah dengan Menggunakan Sensor PIR Berbasis Mikrokontroller ATMega 8535... 36 x
Gambar 3.2 Rangkaian Modul Sensor PIR... 37 Gambar 3.3 Rangkaian Mikrokontroler ATMega 8535... 39 Gambar 3.4 Rangkaian Power Supply... 41 Gambar 3.5 USB to TTL 232 RG-VREG3V3-WE... 42 Gambar 3.6 Flowchart Sistem Pengaman Rumah Berbasis GPRS dan Image Capturing... 44 Gambar 3.7 Pemilihan Tipe File... 45 Gambar 3.8 Dialog Konfirmasi tentang Penggunaan Code Wizard AVR... 45 Gambar 3.9 Pemilihan Tipe Mikrokontroler dan Kristal... 46 Gambar 3.10 Generate, Save dan Exit... 46 Gambar 4.1 Pengukuran Rangkaian Sensor PIR... 56 Gambar 4.2 Pengukuran Rangkaian Motor Servo... 58 Gambar 4.3 Pengukuran Rangkaian Power Supply... 60 xi
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Port B pin dengan Fungsi Alternative... 8 Tabel 2.2 Port D pin dengan Fungsi Alternative... 9 Tabel 2.3 Konfigurasi Setting untuk Port I/O... 13 Tabel 4.1 Pengukuran sensor PIR... 57 Tabel 4.2 Pengukuran Motor Servo... 59 Tabel 4.3 Pengukuran Setiap PORT Mikrokontroler ATMega 8535 60 Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Secara Keseluruhan... 71 xii
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang pesat berdampak positif dan negatif dalam berbagai aspek kehidupan, mengakibatkan manusia harus mengatasi permasalahan yang timbul di sekitarnya, salah satu diantaranya adalah permasalahaan keamanan. Berbagai kasus yang terkait dengan sistem keamanan mewajibkan manusia untuk memasang sistem keamanan seperti CCTV (Closed Circuit Television/Sinyal Tertutup) pada bangunan atau tempat-tempat tertentu untuk mengurangi terjadinya kasus pencurian. Tidak semua rumah memiliki sistem pengaman untuk menurunkan tingginya persentase pencurian yang terjadi. Berdasarkan hal ini lah, yang menjadi latar belakang pembuatan tugas akhir ini. Dengan pertimbangan biaya yang lebih murah dengan penggunaan SMS (Short Message Service /Pesan Singkat) menjadikan alat ini dapat digunakan sebagai sistem pengaman rumah. WebCam yang digunakan untuk menangkap gambar disekitarnya yang dilengkapi sensor PIR (Passive Infrared Receiver) secara otomatis akan mengirimkan SMS kepada pemilik rumah apabila terdeteksi objek yang berada di sekitar sensor tersebut. Berdasarkan uraian tersebut sistem pengaman di rumah dapat dipasang tanpa harus memasang CCTV yang harganya lebih mahal daripada WebCam. Dimana judul tugas akhir ini adalah SISTEM PENGAMAN RUMAH BERBASIS GPRS DAN IMAGE CAPTURING. 1.2 Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang diatas, rumusan masalah disusun sebagai berikut : 1. Bagaimana merancang dan membuat sistem pengaman pintu rumah yang menggunakan sensor PIR berbasis Mikrokontroler ATMega 8535? 2. Bagaimanakah cara kerja sensor PIR ini dalam mendeteksi gerakan yang ditangkapnya? 1
2 1.3 Batasan masalah Batasan masalah Laporan Tugas Akhir ini yaitu: 1. Bagaimana prinsip kerja pemrograman 2. Mempelajari prinsip kerja PIR (Passive Infrared Receiver). 3. Bagaimana mikrokontroler mendeteksi adanya gerakan. 4. Hanya membahas program Visual Basic 1.4 Tujuan Tujuan dari pembuatan Laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Untuk merancang dan membuat sistem pengaman rumah menggunakan sensor PIR (Passive Infrared Receiver) berbasis Mikrokontroler ATMega 8535 2. Menjadi salah satu sistem pengaman rumah yang efisien. 1.5 Manfaat Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah : 1.Teoritis Bermanfaat untuk mengaplikasikan teori tentang cara kerja sensor PIR (Passive Infrared Receiver). 2. Aplikasi a. Manfaat bagi dunia akademik : Menjadi sarana bagi pengembangan kemampuan mahasiswa dalam proses pengembangan teknologi sensor PIR (Passive Infrared Receiver). b. Manfaat bagi industri dan masyarakat : Menjadi salah satu sistem pengaman yang dapat digunakan untuk mengurangi kebobolan sistem keamanan. c. Manfaat bagi Perguruan Tinggi : Menambah jurnal atau referensi dalam pembuatan sistem pengaman.
3 1.6 Sistematika Penulisan BAB 1. PENDAHULUAN Berisikan tentang latar belakang, tujuan penulisan, batasan masalah, metode pembahasan dan sistematika penulisan laporan. BAB 2. TEORI DASAR Berisikan tentang semua komponen-komponen yang digunakan dalam sistem pengaman rumah. BAB 3. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM PENGAMAN RUMAH BERBASIS GPRS DAN IMAGE CAPTURING Membahas tentang langkah-langkah perancangan dan pembuatan rangkaian dengan sensor PIR yang digunakan sebagai sistem pengamanan rumah. BAB 4. PENGUKURAN DAN ANALISA Membahas hasil pengukuran terhadap alat dan melakukan analisa, apakah alat sudah berfungsi dengan baik dan sesuai dengan yang diharapkan. BAB 5. PENUTUP Berisikan kesimpulan dan saran dari keseluruhan hasil perancangan dan pembuatan sistem.