SISTEM KEAMANAN BERBASIS MIKROKONTROLLER DAN ARDUINO UNO
NAMA : ANDI SETIAWAN
KELAS : 3KB05
NPM : 20113873
Abstrak
Sistem keamanan adalah sebuah sistem keamanan terintegrasi, yang secara otomatisasi memberikan informasi keadaan dari suatu peristiwa atau kondisi yang dapat diaplikasikan pada kompleks perumahan, perkantoran, kampus atau instansi yang membutuhkannya.
Pada prisinpnya sistem keamanan ini menggunakan dua sensor yang akan memberikan peringatan pada saat adanya kebakaran atau pencurian. Yaitu sensor asap dan sensor magnet. Sensor asap tersebut akan mendeteksi adanya kebakaran, sedangkan sensor magnet mendeteksi adanya pencurian, dengan pusat kontrol terletak pada mikrokontroler ATMEGA 8535. Untuk proses pengiriman informasi, digunakan fasilitas Push-To-Talk pada Walkie-Talkie (WT) untuk mengirimkan data informasi dari respon sensor.
Sistem keamanan ini terkoneksi dengan beberapa sistem keamanan lain. Sehingga ketika diaplikasikan pada perumahan, masing-masing rumah akan terkoneksi satu sama lain, sehingga ketika terjadi pencurian atau kebakaran maka setiap rumah akan mendapat informasi, dan juga dihubungkan pada pos penjagaan pada kompleks perumahan tersebut, sehingga dapat memberikan pertolongan pertama.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Seiring kemajuan teknologi serta tingkat penganguran yang cukup tinggi, maka rata-rata tindak kejahatan semakin meningkat, khususnya tindakan pencurian atau perampokan yang dilakukan di perumahan atau perkantoran. Juga tingkat kesibukan masyarakat akan pekerjaan yang menyebabkan kurangnya perhatian terhadap keamanan rumah ataupun perkantoran dari bahaya tindakan kriminal pencurian atau kebakaran. Perampokan atau pencurian yang terjadi di rumah-rumah atau gedung-gedung perkantoran kerap kali terjadi saat pemilik sedang lengah atau tidak berada di rumah atau kantor mereka, sehingga ada perasaan khawatir atau was-was saat akan meninggalkan rumah atau kantor baik dalam waktu yang lama maupun waktu yang relatif sebentar. Alternatif yang diambil adalah menyewa sekuriti atau private guarduntuk menjaga keamanan. Namun langkah ini harus ditebus dengan harga yang mahal, karena harus mengeluarkan biaya yang cukup mahal dan tidak efektif karena kemampuan sekuriti sangat terbatas. Oleh karena itu dirancanglah sebuah alat dengan teknologi yang sedang berkembang saat ini sehingga dapat diaplikasikan dalam kehidupan sehari-sehari, sederhana namun sangat efektif. Dengan alat ini maka perasaan khawatir tentang keamanan yang sangat mahal dapat dihilangkan dan proteksi terhadap property lebih terjamin. Baik itu menghindarkan dari penyusup atau pun dari bahaya kebakaran ketika rumah ditinggalkan oleh pemiliknya.
Perancangan sistem keamanan seperti ini sudah ada sebelumnya pada pembuatan Proyek Akhir mahasiswa Politeknik Caltex Riau generasi ke-2 jurusan Teknik Telekomunikasi dengan judul Pembuatan Sistem Keamanan Rumah Dengan Auto-Dial Berbasis Mikrokontroller AT89C51, dengan DTMF pada telepon PSTN sebagai media transmisi dirancang dan dibuat oleh Melki dan Agoest, perbedaan dengan sistem keamanan yang akan dibuat adalah terletak pada seri mikrokontroller yang digunakan, dimana mikrokontroller yang digunakan adalah seri terbaru yang memiliki fitur dan kualitas yang lebih baik, serta media transmisi wireless atau nirkabel dengan memanfaatkan PTT pada Walkie-Talkie, perbedaan lain adalah sistem keamanan ini terintegrasi dengan sistem keamanan lain yang sebelumnya juga dibuat dengan sistem yang sama, sehingga akan salin mengirimkan informasi jika terjadi pencurian atau kebakaran disalah satu sistem keamanan.
1.2 Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan sistem keamanan terpadu berbasis mikrokontroler secara umum adalah:
- Merancang suatu transmitter sistem keamanan berbasis mikrokontroler AVR seri ATMega8535.
- Merancang suatu alat dalam hal ini transmitter untuk mendeteksi bahaya kebakaran dengan memanfaatkan sensor asap.
- Merancang suatu alat bagian transmitter untuk mendeteksi bahaya pencurian dengan memanfaatkan sensor magnet dan alarm.
- Merancang suatu alat khususnya transmitter yang dapat melakukan proses broadcast atau penyebaran informasi pada saat terjadi kebakaran atau pencurian ketempat lain yang memiliki sistem keamanan yang sama.
1.3. Perumusan Masalah
Keamanan merupakan salah satu aspek yang penting dalam sebuah sistem informasi. Melihat kondisi ini , maka dirancang sebuah alat yang efisien dan terjangkau. Dengan menggunakan alarm sebagai respon dari sensor magnet sebagai pendeteksi penyusup dan sensor asap sebagai pendeteksi kebakaran juga memanfaatkan transmisi Push To Talk (PTT) pada Walkie Talkie (WT) sebagai modulator dan memanfaatkan mikrokontroler AVR seri ATMega8535 sebagai pusat sistem dengan membuat pemograman Assembly pada mikrokontroller sebagai perintah kerja, sehingga dibuat sistem keamanan dan monitoring terintergrasi yang bekerja 24 jam tanpa mengenal lelah serta hemat biaya.
1.4. Ruang Lingkup
- Pin I/O pada mikrokontroler AVR seri ATMega8535 dapat dikonfigurasi sebagai input atau output, dengan cara mengubah isi I/O register Data Direction Register.
- Keluaran dari suatu port mikrokontroler hanya dapat mengemudikan perangkat output dengan arus yang kecil, maka dipergunakan penguat lagi berupa transistor atau IC penguat agar port tersebut tidak terbebani,
- Sistem hanya mendeteksi sensor asap dan sensor pencuri (sensor magnet)
- WalkieTalkie difungsikan sebagai modulator untuk media transmisi sebagai transmitter.
- Perangkat HT tidak memperhitungkan adanya error detection dan error recoveryyang mungkin bisa terjadi
1.5. Manfaat
Adapun manfaat yang ingin diperoleh dari pembuatan tugas akhir ini adalah:
- Menghasilkan produk baru yang berupa barang inovatif dan mempunyai nilai jual.
- Menjadikan sistem keamanan berbasis mikrokontroller dan monitoring terintergrasi yang bekerja 24 jam
- Untuk memperluas dan mempermudah pengetahuan terutama mengenai mikrikontroller dan sensor, khususnya dalam penggunaan alat tersebut.
- Sebagai alat bantu untuk mencegah kejahatan dan kebakaran pada instansi yang membutuhkan
1.6 TINJAUAN PUSTAKA
Umum
Pengiriman data (transmisi) sebagai tanda pencurian dan kebakaran ini merupakan suatu sistem yang menjaga keadaan pada suatu ruangan tempat detektor berada. Adapun peristiwa yang dijaga oleh sistem ini adalah aksi penyusup yang memasuki ruangan tersebut tanpa izin dan indikasi kebakaran dengan adanya asap di ruangan tersebut.
Sistem keamanan bagian transmitter ini dirancang dengan berbasiskan mikrokontroller AVR seri ATMega8535 sebagai pusat sistem pengontrolan.Walkie Talkie dimanfaatkan sebagai modulator untuk media transmisi data. Sensor infrared dan photodioda bertindak sebagai pendeteksi asap adanya indikasi kebakaran. Dan sensor magnet bertindak sebagai pendeteksi penyusup yang masuk tanpa izin.
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Mikrokontroler
Mikrokontroller adalah suatu mikroprosesor plus. Mikrokontroller adalah pusat kerja dari suatu sistem elektronika seperti halnya mikroprosesor sebagai otak komputer. Adapun nilai plus bagi mikrokontroller adalah terdapatnya memori dan port input/output dalam suatu kemasan IC yang kompak. Kemampuannya yang programmable,fitur yang lengkap seperti ADC internal, EEPROM internal, port I/O, komunikasi serial. Juga harga yang terjangkau memungkinkan mikrokontroller digunakan pada berbagai sistem elektronis,seperti pada robot, automasi industri, sistem alarm, peralatan telekomunikasi, hingga sistem keamanan. Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit dan sebagian besar instruksi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Hal ini terjadi karena kedua jenis mikrokontroler tersebut memiliki arsitektur yang berbeda. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing), sedangkan seri MCS51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing). Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, dan AT86RFxx. Pada dasarnya, yang membeda-bedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan sama.Piranti dapat diprogram secara in-system programming (ISP) dan dapat diprogram berulang-ulang selama 10.000 kali baca/tulis didalam sistem.
ATMega8535 memilii bagian struktur bagian sebagai berikut :
- Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D.
- ADC 10 bit sebanyak 8 saluran
- Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan perbandingan.
- CPU yang terdiri atas 32 buah register.
- Watchdog Timer dengan osilator internal.
- SRAM sebesar 512 byte.
- Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.
- Unit interupsi internal dan eksternal.
- Port antarmuka SPI
- EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
Fitur-Fitur ARDUINO UNO
- Sistem mikroprosesor 16 bit berbasis CISC dengan kecepatan maksimal 32 MHz.
- Kapabilitas memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte, dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable read Only Memory) sebesar 512 byte.
- ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.
- Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.
- Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik.
- Berperformen tinggi dan dengan konsumsi daya rendah (low power)
Sensor
Sensor adalah peralatan yang digunakan untuk merubah suatu besaran fisik menjadi besaran listrik sehingga dapat dianalisa dengan rangkaian listrik tertentu. Hampir seluruh peralatan elektronik yang ada mempunyai sensor didalamnya. Pada saat ini, sensor tersebut telah dibuat dengan ukuran sangat kecil dengan orde nanometer. Ukuran yang sangat kecil ini sangat memudahkan pemakaian dan menghemat energi.
Detektor Asap
Detektor asap ini terdiri dari 2 jenis yaitu photoelectric dan photodioda. Dimana perancangannya memanfaatkan partikel asap (indikasi kebakaran) sebagai penghalang sinar yang dipancarkan oleh infrared (photodioda). Saat photodioda tidak lagi menerima sinar infrared, maka seketika itu alarm akan berbunyi dan program akan bekerja bahwa indikasi akan terjadi kebakaran. Gambar dibawah ialah ilustrasi indikasi akan terjadinya kebakaran.
Sensor pintu (Magnetic door contact)
Sistem alarm ini adalah tanpa menggunakan kabel, sehingga tidak merusak keindahan rumah, pemasangan yang sangat cepat, pemutusan kabel oleh penjahat dapat dihindarkan, pemasangannya sangat mudah dan fleksibel. Dilengkapi dengan superdouble tape sehingga tinggal menempelkan sensor ditempat yang dikehendaki.
Point To point (PTT)
PTT ialah suatu fungsi komunikasi suara dengan menggunakan data yang bisa dilakukan pada jaringan selular. PTT adalah half-duplex yang berarti kita tidak bisa mendengar dan berbicara pada waktu yang bersamaan, hal ini mirip dengan walkie-talkie. PTT digunakan untuk menekan biaya komunikasi karena penggunaan jalur data lebih murah dibanding jalur suara.
Transmitter pada Walkie-Talkie
Walkie-talkie merupakan contoh dari transmisi dua arah bergantian, yaitu dapat mendengarkan atau berbicara secara bergantian. Tipe transmisi dua arah serentak (both-way transmission atau fullduplex) merupakan kanal dimana informasi data dapat mengalir dalam dua arah secara serentak (dapat mengirim dan menerima data pada saat bersamaan). Tipe transmisi dua arah bergantian (two way transmission atau half duplex) merupakan kanal transmisi dimana informasi data dapat mengalir dalam dua arah yang bergantian (satu arah dalam suatu saat tertentu), yaitu bila satu mengirimkan, yang lain sebagai penerima dan sebaliknya, tidak bisa serentak. Dengan transmisi dua arah bergantian maka dapat mengirim dan menerima data. Walkie-talkiemerupakan contoh dari transmisi dua arah bergantian, yaitu dapat mendengarkan atau berbicara secara bergantian.
LCD (Liquid Crystal Display)
Banyak sekali kegunaan LCD dalam perancangan suatu sistem yang menggunakan mikrokontroller. LCD berfungsi menampilkan suatu nilai hasil sensor, menampilkan teks, atau menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroller. LCD yang digunakan adalah jenis M1632. Ukurannya adalah 16×2 karakter, artinya layar LCD terdiri dari 2 baris yang masing-masing memuat 16 karakter.
BAB III
PERANCANGAN
3.1. Tujuan perancangan
Pada fase perancangan si perancang harus menentukan hal-hal apa saja yang mejadi pertimbangan dalam membangun sebuah sistem.Perancangan sistem yang akan disusun tersebut akan direlisasikan ke dalam subjek yang akan dirancang. Hal ini sangat penting untuk memudahkan perancang pada fase penyelesaian subjek tersebut.Sehingga hasil yang diperoleh maksimal, tepat dan jelas.Adapun pelaksanaan dalam tugas akhir ini, tujuan utama dari perancangan ialah memudahkan dalam pembuatan blok-blok rangkaian yang saling menunjang operasi sistem secara optimal.
3.2.Langkah-langkah perancangan
Perancangan yang berhubungan dengan pembuatan sistem keamanan berbasis mikrokontroller ini dibagi atas dua tahap yaitu:
- Pembuatan blok diagram bagian transmitter sistem keamanan
Pembuatan blok diagram bertujuan untuk mempermudah realisasi sistem deskripsi sistem deskripsi sebagai basis security dan proteksi komunikasi Walkie-Talkiemenggunakan mikrokontroler AVR khususnya pada daerah kerja sistem transmitter.
- Perancangan bagian Elektronik bagian transmitter sistem keamanan
Pada bagian ini semua tahap pekerjaan yang berhubungan dengan rangkaian transmitter, diantaranya ialah
- Menentukan komponen yang digunakan untuk membuat rangkaian elektronik transmitter.
- Merangkai dan uji coba rangkaian transmitter.
- Menggabungkan rangkaian dari setiap blok diagram di project board.
- Melakukan uji coba rangkaian sistem.
3.3. Konfigurasi Pin ATMega8535
Secara fungsional konfgurasi ATMega8535 sebagai berikut;
- VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya.
- GND merupakan pin
- Port A (PA0…PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan catu ADC.
- Port B (PB0…PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Timer/Counter, Komparator analog, dan SPI.
- Port C (PC0…PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, Komparator analog, dan Timer Oscillator
- Port D (PD0…PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus,yaitu komparator analog, Interupsi eksternal, dan komunikasi serial.
- RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroller.
- XTAL1 danXTAL2 merupakan pin masukan clock
- AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.
- AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.
JADWAL
TAHAP | NOV
07
| DES
07
| JAN
08
| FEB
08
| MAR
08
| APR
08
| MEI-JUN
08
| JULI-AGUS
08
|
Studi Literatur | X | X | X | X | X | X | X | |
PerencanaanHardware | X | X | X | | | | | |
PembuatanHardware | | | X | X | | | | |
Trouble Shooting | | | | | X | | | |
Pembuatan Laporan | | | | | | | X | |
Sidang Tugas Akhir | | | | | | | | X |
PERKIRAAN BIAYA
No | Nama Peralatan | Jumlah | Harga @ (Rp) | Harga Total (@) |
1 | LCD | 3 | 70,000.00 | Rp 210.000,00 |
2 | ATMega 8535 | 3 | 32,500.00 | Rp 97.500,00 |
3 | Walkie-Talkie | 5 | 30,000.00 | Rp 9.000,00 |
4 | Kristal 11 0592 Mhz | 3 | 5,000,00 | Rp 15.000,00 |
5 | PCB | 4 | 7,000.00 | Rp 28.000,00 |
6 | Sensor pintu | 2 | 15,000.00 | Rp 30.000,00 |
7 | Arduino Uno | 2 | 125,000,00 | Rp 2500000 |
8 | Solder | 1 | 40,000.00 | Rp 40.000,00 |
9 | Toolbox | 1 | 60,000.00 | Rp 60.000,00 |
| | | | |
| TOTAL | | | Rp 499.500,00 |
BAB IV
PENUTUP
4.KESIMPULAN
Dari bab-bab sebelumnya, maka penyusun dapat mengambil kesimpulan sebagai berikut : rangkaian ini berfungsi untuk pengamanan,seperti untuk pengamanan rumah,dan deteksi kebakaran.
4.1 SARAN
Alat ini belum begitu dikembangkan di Indonesia,saya berharap kedepannya alat ini bisa dikembangkan jadi bisa digunakan di kehidupan sehari-hari.
Demikianlah sekiranya kesimpulan dan saran, yang diberikan agar dapat digunakan dalam menjadi sumber atau panduan dalam membuat system keamanan maupun alat – alat elektronika yang lain.