BAB III PERANCANGAN ALAT 3.1. Perancangan Alat Pada tugas akhir ini penulis merancang suatu alat pengaman yang dapat diaplikasikan untuk memberikan informasi keadaan sepeda motor dari tindakan kejahatan pencurian yang dalam hal ini dibuat dalam bentuk simulasi alat menyerupai sistem yang ada pada sepeda motor. Sistem ini terdiri dari dua bagian, satu bagian di pasang pada kendaraan sedang yang lain terdapat pada Hand Phone pemilik kendaran. Sistem yang penulis rancang melibatkan modul sms yang fungsinya untuk terminal keluar masuknya sms. Arsitektur umum dari sistem yang penulis susun dapat dilihat pada gambar 3.1 Gambar 3.1 Arsitektur Umum Sistem 30
31 3.2. Perancang Rangkaian Secara Umum Sebagai alat pengaman, rangkaian ini dibuat seminimal mungkin sehingga lebih mudah dalam penerapannya. Adapun rangkaian dari alat yang dibuat dapat dilihat pada gambar 3.2 dibawah : Gambar 3.2 Rangkaian Simulasi dan Perancangan Alat Pengaman Sepeda Motor Berbasis SMS (Short Message Service) Menggunakan Arduino UNO Keterangan arsitektur sistem : Pada Sisi Kendaraan : 1. Mikrokontroller Basis Arduino Modul ini terdiri dari berbagai komponen elektronika dan terdapat miokrokontroler yang digunakan sebagai pengendali system. Mikrokontroler yang tertanam pada modul tersebut yaitu mikrokontroler ATMega328. Pada perancangan ini penulis menggunakan Jenis UNO yang merupakan versi keluaran terbaru dari beberapa arduino yang sudah ada sebelumnya.
32 2. SIM900 GSM/GPRS shield IComSat v1.1 Pada sisi kendaraan terdapat modul GSM/GPRS shield yang fungsinya tidak lain adalah untuk sms gateway. Arti sms gateway disini adalah sebagai media pengiriman SMS kepada pemilik sepeda motor, apabila kunci kontak diputar paksa atau berada pada posisi ON dan kondisi Arduino dalam keadaan aktif maka modul GSM/GPRS shield tersebut akan memberikan informasi berupa SMS kepada pemilik sepeda motor. Jenis modul GSM/GPRS shield yang digunakan pada system ini adalah type IComSat v1.1. GSM (Global System for Mobile Communication) adalah sebuah sistem telekomunikasi terbuka, Keunggulan utamanya adalah kemampuannya untuk internasional roaming. Ini memberikan sebuah sistem yang standart tanpa batasan hubungan pada lebih dari 159 negara. Dengan GSM satelit roaming, pelayanan juga dapat mencapai daerah-daerah yang terpencil. SMS diciptakan sebagai bagian dari standart GSM. Seluruh operator GSM network mempunyai Message Centre, yang bertanggung jawab terhadap pengoperasian atau manajemen dari beritaberita yang ada. 3. Relay Relay merupakan saklar elektromagnetik yang dapat membuka dan menutup untuk kemudian dapat mengendalikan suatu peralatan elektris maupun peralatan elektronis. Dalam perancangan ini digunakan 5 relay yang memiliki masing-masing fungsi sebagai pemutus dan penyambung aliran listrik pada rangkaian. 4. Simulasi system kerja sepeda motor Pada perancangan ini penulis membuat simulasi dari sistem kerja sepeda motor adapun peralatan yang digunakan dalam simulasi ini adalah sebagai berikut : a. Klakson Efek suara yang dihasilkan oleh klakson ditimbulkan akibat dari baja sepiral dilalam klakson berosilasi yang digerakan akibat timbulnya medan elektromagnet yang diberi arus. Pada perancangan ini klakson
33 digunakan untuk memberikan efek panik kepada pelaku pencurian sekaligus memberikan respon kepada orang yang berada disekitar dimana kendaraan diparkirkan. b. Lampu sein Lampu sein merupakan media pendukung pada perancangan ini, lampu sein ini berfungsi sebagai pemberi tanda bahwa ketika dalam kondisi system aktif dan kunci kontak di ON kan maka lampu sein akan mnyala berkedip berbarengan dengan klakson. c. Motor DC 12 Volt Sebagai pengganti dari mesin sepeda motor, pada perancangan ini disimulasikan menggunakan motor DC 12 Volt yang prinsip kerjanya sama ketika men-starter sepeda motor. Apabila system ini diaplikasikan pada sepeda motor maka pada sisi Fuse coil ignation yang kita gunakan untuk memutus system pengapian pada mesin sepeda motor. Pada sisi pemilik kendaraan: 1. HP(Hand Phone) Pada sisi pemilik kendaran terdapat HP yang digunakan sebagai sarana komunikasi antara ke dua sisi. Jenis HP yang digunakan tidak harus bagus ataupun mahal, asalkan HP tersebut dapat menerima dan mengirim SMS dengan baik sesuai fungsinya. 3.3. Perancangan Subsistem Hardware Perangkat keras yang digunakan dalam sistem ini adalah perangkat keras yang mendukung proses penerimaan, pengiriman, pengolahan pesan SMS dan perangkat keras lain yang mendukung, adapun perangkat keras yang digunakan dalam perancangan ini diantaranya sebagai berikut : 1. Mikrokontroller basis Arduino type UNO 2. Perancangangan power suplay sebagai input tegangan. 3. Modul SIM 900 GSM/GPRS shield IcomSat v1.1 yang berfungsi sebagai media pengiriman dan penerimaan SMS dari sisi kendaraan.
34 4. Perancangan interface relay sebagai penggerak sistem keamanan. 5. Perancangan unit simulasi kerja sepeda motor seperti klakson, lampu sein dan simulasi mesin motor yang dalam perancangan ini disimulasikan menggunakan motor DC 12 Volt. 3.3.1. Rangkaian Mikrokontroller Arduino UNO. Modul mikrokontroller Arduino UNO berfungsi sebagai media interface relay, pemprosesan data SMS, dan unit Input / Output. Rangkaian ini merupakan modul jadi yang mudah didapatkan di pasaran sehingga rangkaian ini tidak perlu adanya perancangan tambahan, hanya saja dibutuhkan shield atau perangkat yang sesuai untuk membuat proyek tambahan. Gambar 3.3 Rangkaian Schematic Mikrokontroller Arduino UNO Prinsip kerja mikrokontoler Arduino UNO diatas adalah menggunakan fasilitas input/output yang merupakan fungsi untuk dapat menerima sinyal masukan (input) dan memberikan sinyal keluaran (output). Sinyal input maupun sinyal output adalah berupa data digital 1 (high, mewakili tegangan 5 volt) dan 0
35 (low, mewakili tegangan 0 volt). Mikrokontroller Arduino UNO memiliki beberapa pin yang terdiri dari input/output digital dan analog. Dalam perancangan ini diperlukan beberapa pin input/output digital untuk mengendalikan relay. Pada modul arduino UNO tersebut terdapat pin 0 (RX) yang merupakan input SMS terima dan pin 1 (TX) digunakan sebagai output SMS kirim, pin 0 (RX) dan pin 1 (TX) tersebut terhubung dengan SIM900 GSM/GPRS shield IcomSat v1.1 sebagai media pengirimannya. 3.3.2. Rangkaian Power Supply Power supply digunakan sebagai catu daya dan merupakan bagian yang sangat penting, karena tanpa adanya catu daya maka rangkaian elektronik tidak akan bekerja. Rangkaian catu daya digunakan sebagai supply tegangan searah untuk rangkaian yang akan dirancang. Pada perancangan ini power supply yang dibuat digunakan untuk catu daya rangkaian penggerak relay serta sebagai input tegangan dari kunci kontak ke Arduino UNO. Rangkaian perancangan dapat dilihat pada gambar 3.4 Adapun komponen yang digunakan dalam perancangan rangkaian tersebut dapat dilihat pada table 3.1. dibawah ini. Gambar 3.4 Rangkaian Power Supply Prinsip kerja rangkaian Power Supply diatas adalah sumber tegangan 12 Vdc diperoleh dari accu sepeda motor, untuk merubah tegangan menjadi 12 Vdc, 9 Vdc dan 5 Vdc penulis menggunakan tiga buah IC Regulator 7012, 7809 dan 7805 untuk menstabilkan tegangan yang dihasilkan. Tegangan searah yang
36 dihasilkan dari masing-masing IC Regulator tersebut digunakan sebagai input rangkaian yang dibuat. Tabel 3.1 Komponen Power Supply No Nama Komponen Tipe Jumlah Satuan 1. Sumber Tegangan 12 Vdc 3 Buah 2. Dioda LED 3 Buah 3. IC Regulator LM 7812/7809/7805 @1 Buah 4. Resistor 320 KΩ 3 Buah 5 Kapasitor 2200 µf (ELKO) 3 Buah 6 Kapasitor 100 nf 3 Buah 3.3.3. Perancangan Interface Relay Perancangan interface relay adalah suatu rangkaian yang dapat bekerja setelah mikrokontroler Arduino UNO mendapat input dari kunci kontak dan membandingkan data yang masuk dengan data yang sebelumnya telah di-setting terlebih dahulu ke dalam mikrokontroler Arduino UNO tersebut, apabila data yang dibandingkan sama, maka secara otomatis relay bekerja untuk memutuskan sistem pengapian pada sepeda motor melalui fuse coil ignition yang dalam perancangan ini disimulasikan dengan memutuskan tegangan yang masuk ke motor DC 12Volt, menyalakan lampu sein dan membunyikan alarm (klakson). Gambar 3.5 Rangkaian Relay
37 Prinsip kerja rangkaian relay pada gambar 3.5 diatas adalah dengan memanfaatkan ouput digital yang keluar dari mikrokontroler Arduino UNO melalui pin yang dihubungkan pada rangkaian relay. Relay akan bekerja dengan memanfaatkan keadaan kerja penuh (saturasi) dan keadaan tidak bekerja sama sekali (cut off). Pada kondisi ini transistor hanya mempunyai dua keadaan, yaitu On dan Off. Keadaan On dicapai pada saat VCE mendekati nol, karena pada keadaan On (saturasi) VCE sangat rendah sedangkan IC sangat tinggi, sehingga transistor tersebut seperti sebuah relay yang tertutup dari kolektor ke emitor. Keadaan OFF (cut off) akan dicapai pada saat VCE mendekati VCC. Karena pada keadaan OFF (cut off) VCE sangat besar sedangkan arus yang mengalir sangat kecil, sehingga transitor seperti sebuah relay terbuka. 3.3.4. Rangkaian SIM900 GSM/GPRS shield IComSat v1.1 Modul SIM900 GSM/GPRS shield IComSat v1.1 berfungsi sebagai media pengiriman sms dari Arduino ke HP user sehingga informasi ketika sepeda motor dalam kondisi tidak aman tersampaikan kepada pemilik kendaraan. Gambar 3.6 Rangkaian Schematic GSM/GPRS shield IcomSat v1.1
38 Modul ini merupakan modul jadi yang siap pakai sehingga tidak perlu adanya perancangan tambahan. Supaya Pin RX dan TX pada modul SIM 900 GSM/GPRS shield IComSat v1.1 dapat terhubung dengan arduino, maka com switch dipasang pada posisi pin 0 dan 1. Modul SIM900 GSM/GPRS Shied IComSat v1.1 ini beroperasi pada frekuensi GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHz untuk keperluan pengiriman suara, SMS, dan data dengan konsumsi data yang rendah. Shield GPRS ini dikendalikan menggunakan AT commands (GSM 07.07,07.05 dan SIMCOM enhanced AT Commands) yang Kompatible dengan board Arduino UNO, Duemilanove, Seeduino, dan Mega. 3.3.5. Perancangan Simulasi Unit kerja Sepeda Motor Pada perancangan ini penulis tidak langsung mengaplikasikan sistem yang dibuat pada sepeda motor dikarenakan efektifitas waktu yang dimiliki oleh penulis. Akan tetapi penulis merancang sebuah simulasi menyerupai sistem yang ada pada sepeda motor dengan tidak mengurangi fungsi dari alat yang dibuat sebagai media pengamanan. 3.3.5.1. Rangkaian Pengendali Motor DC 12 Volt Penggunaan motor DC 12 Volt pada perancangan ini dimaksudkan sebagai simulasi pengganti dari mesin sepeda motor. Motor DC 12 Volt ini akan otomatis mati dan tidak bisa dinyalakan apabila relay yang terkoneksi dengan motor ini dalam kondisi aktif setelah mendapat input dari kunci kontak yang terhubung dengan Arduino Uno. Gambar 3.7 Rangkaian pengendali motor 12 Volt
39 3.3.5.2. Rangkaian Pengendali Klakson Pada sepeda motor terdapat klakson yang berfungsi untuk member tahu pendengarnya bahwa ada kendaraan yang datang. Dalam perancangan ini klakson difungsikan sebagai pemberi peringatan atau efek panik kepada si pencuri sepeda motor. Klakson ini terhubung dengan rangkaian relay yang akan aktif jika mendapat input teganga dari arduino. Gambar 3.8 Rangkaian pengendali Klakson 3.3.5.3. Rangkaian Pengendali Lampu sein Sepeda motor dilengkapi dengan lampu sein yang berfungsi sebagai indikator pada pada saat berbelok. Pada perancangan ini lampu sein dilengkapi dengan relay flasher yang akan menyala berkedip jika rangkaian relay yang terhubung ke lampu sein mendapat input dari arduino. Gambar 3.9 Rangkaian pengendali Lampu Sein
40 3.4. Perancangan Subsistem Software Perancangan subsistem software pada system ini menggunakan Arduino Software. Pada pengerjaannya Arduino Software digunakan untuk menghasilkan source code untuk perangkat-perangkat keras yang diinterface kan ke mikrokontroler Arduino UNO. 3.4.1. Arduino Software Arduino software merupakan software portable IDE (Integrated Development Enviroment) yang bisa langsung download. Program ini ditulis dengan bahasa C yang sudah disederhanakan sehingga lebih mudah dalam mempelajari dan proses pembuatannya. Program yang sudah dibuat kemudian dicompile untuk memastikan program sudah tidak ada kesalahan (Error). Program yang sudah di-compile tersebut kemudian di-upload ke mikrokontroller arduino menggunakan port USB yang menghubungkan antara PC dengan mikrokontroller Arduino. Program yang sudah di-upload akan tersimpan pada memori Arduino yang selanjutnya akan mengeksekusi system agar dapat bekerja sesuai program yang dibuat. Gambar 3.10 Program Utama Perancangan
41 3.4.2. Flow Chart Program Utama Untuk mempermudah dalam memahami proses kerja program, maka dibuat alur kerja / flow chart sebagai berikut : Gambar 3.11 Flow Chart Simulasi dan Perancangan Alat Pengaman Sepeda motor Berbasis SMS (Short Message Service) Menggukakan Arduino Uno
42 Untuk menjalankan instruksi pengendalian terlebih dahulu sistem kita aktifkan dengan menekan tombol switch pada posisi ON kemudian dilakukan setting program sebagai pengendali alat juga dilakukan setting program SIM900 GSM/GPRS shield IcomSat v1.1 untuk mengirim SMS. Setting ini diantaranya meliputi karakter dari isi SMS yang akan dijadikan instruksi pengendalian juga nomor ponsel yang akan dikirimi SMS pemberitahuan yang dalam hal ini ponsel pemilik kendaraan. Alat akan melakukan eksekusi setelah kunci kontak diputar pada posisi ON dengan logika HIGH atau LOW pada Arduino Uno melalui PIN 5, kemudian Arduino Uno mengolah input yang masuk dengan membaca data SMS kirim dan nomor handphone pemilik kendaraan serta membaca perintah exsekusi untuk mengaktifkan alat yang sebelumnya telah kita setting terlebih dahulu. data yang telah di-setting pada Arduino Uno akan memerintahkan sms gateway untuk mengirim SMS kepada nomor pemilik kendaraan dan secara otomatis memerintahkan relay memutus pengapian pada sepeda motor melalui fuse Coil Ignition yang dalam perancangan ini disimulasikan menggukanan motor 12 Volt, tidak hanya itu sistem juga memerintahkan relay untuk menyalakan lampu sein dan membunyikan klakson sebagai efek panik kepada si pencuri. Perintah eksekusi mengirim SMS ini adalah fungsi dari AT+CMGS=( ) dan eksekusi perintah mengaktifkan relay untuk memutus pengapian, menyalakan lampu sein dan membunyikan klakson merupakan serangkaian program yang sudah tersimpan pada memory Arduino Uno yang secara otomatis bekerja apabila mendapatkan input dari kunci kontak.