laporan tugas akhir bab iii - repository.ittelkom-pwt.ac.id
TRANSCRIPT
Laporan Tugas Akhir Bab III
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
Pada bab III ini membahas tentang perancangan rangkaian sistem rancang bangun
pengaman ruangan menggunakan sensor PIR berbasis arduino UNO R3. Perancangan
sistem dimulai dengan perancangan rangkaian perangkat keras (hardware), flowchart
perangkat lunak (software) dan flowchart cara kerja sistem keseluruhan. Pembuatan
perangkat keras sistem pengaman ruangan menggunakan sensor PIR ini meliputi
perancangan rangkaian powerbank, perancangan rangkaian sensor PIR, perancangan
rangkaian Arduino UNO R3, perancangan rangkaian LED sebagai lampu indikator,
perancangan rangkaian buzzer sebagai peringatan bunyi dan perancangan rangkaian
komunikasi serial RS232 antara Arduino UNO dengan modem wavecom sebagai
perangkat yang akan menelpon ke handphone pemilik rumah.
Untuk flowchart perancangan perangkat lunak pada sistem ini menjelaskan tentang
proses kerja program dalam sistem pengaman ruangan menggunakan sensor PIR berbasis
Arduino UNO. Dalam hal ini flowchart perangkat lunak digunakan sebagai panduan dalam
membuat listing program yang sesungguhnya pada software Arduino IDE yang nantinya
akan di-upload ke mikrokontroler Arduino UNO sebagai perintah untuk rangkaian
perangkat keras secara keseluruhan.
Sedangkan untuk flowchart cara kerja sistem menjelaskan tentang proses cara kerja
sistem secara keseluruhan atau proses kerja gabungan antara perangkat keras dengan
perangkat lunak secara urut. Flowchart cara kerja sistem juga digunakan untuk panduan
perancangan urutan kerja dari perangkat keras dan perangkat lunak.
3.1 DIAGRAM BLOK SISTEM
Diagram blok pada perancangan sistem pengaman ruangan menggunakan sensor
PIR ini terdiri dari delapan blok yaitu adaptor sebagai sumber tegangan utama, power
bank sebagai sumber tegangan cadangan (backup) , Arduino UNO R3 sebagai
mikropengendali sistem kerja, motor servo sebagai penggerak sensor, bagian input
yang terdiri dari sensor PIR dan output yang terdiri dari LED, Buzzer dan modem
wavecom yang melakukan perintah untuk dial ke handphone. Diagram blok sistem
ditunjukkan seperti pada gambar 3.1.
2 Laporan Tugas Akhir Bab III
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem
Berikut pejelasan cara kerja dari setiap perangkat pada sistem pengaman
ruangan menggunakan sensor PIR berbasis Arduino UNO R3 :
3.1.1 Adaptor AC/DC
Adaptor berfungsi sebagai pengubah tegangan AC ke tegangan DC.
Adaptor pada sistem ini berfungsi sebagai sumber daya utama. Adaptor
yang digunakan berupa adaptor AC/DC yang memiliki nilai tegangan 12
volt dan besar arus 1 ampere. Adaptor dihubungkan langsung dengan
powerbank untuk proses charging baterai yang ada pada powerbank.
3.1.2 Power bank
Sumber tegangan atau power supply disini menggunakan adaptor yang
berfungsi untuk mengubah sumber tegangan AC 220V ke tegangan DC
3 Laporan Tugas Akhir Bab III
sebesar 12 Volt yang akan menjadi sumber tegangan bagi power bank untuk
memberikan tegangan paralel kepada arduino dan modem wavecom dan
sekaligus juga akan mengisi ulang baterai yang ada pada power bank untuk
mem-backup sumber tegangan pada sistem jika sumber tegangan dari PLN
mati. Powerbank akan otomatis melakukan charging kembali apabila
baterai berkurang.
3.1.3 Arduino UNO R3
Arduino UNO merupakan bagian terpenting pada perangkat ini.
Arduino UNO pada perangkat ini berfungsi sebagai pengendali komponen-
komponen yang saling terhubung seperti sensor PIR, LED, motor servo,
buzzer dan modem Wavecom. Inputan dari sensor PIR akan diproses oleh
Arduino UNO untuk memerintah motor servo berhenti bergerak lalu
memerintahkan buzzer untuk berbunyi, LED untuk menyala dan modem
Wavecom untuk melakukan dial ke handphone sebagai peringatan adanya
objek yang terdeteksi oleh sensor.
3.1.4 Sensor PIR
Bagian input atau masukan dalam hal sistem ini hanya satu, yaitu
sensor Passive Infrared Receiver (PIR). Sensor PIR ini bertindak sebagai
receiver dari sinar inframerah yang dihasilkan oleh tubuh manusia akibat
dari adanya gerakan tubuh. Sensor ini akan memberikan logika “1” pada
Arduino UNO jika mendeteksi adanya gerakan pada objek dan akan
memberikan logika “0” jika sensor tidak mendeteksi adanya gerakan dari
objek.
3.1.5 Motor Servo
Motor servo termasuk dalam bagian output dari sistem. Motor servo
bertugas sebagai penggerak sensor PIR agar cakupan sensor PIR lebih lebar.
Motor servo bekerja dengan tegangan input 5 volt yang diambil dari
tegangan arduino. Pada sistem ini motor servo akan bergerak apabila sensor
PIR dalam kondisi logic low dan motor servo akan berhenti bergerak apabila
sensor PIR dalam kondisi logic High.
4 Laporan Tugas Akhir Bab III
3.1.6 Buzzer
Pada sistem ini, buzzer memiliki fungsi untuk mengeluarkan bunyi
yang sangat mengganggu dan menjadi indikator bahwa sensor PIR
menerima inputan atau mendeteksi adanya objek disekitar area cakupan
sensor. Buzzer dipilih untuk menggantikan fungsi sirine karena buzzer bisa
diaktifkan hanya dengan tegangan 5V pada Arduino sedangkan untuk
penggunaan sirine harus menggunakan rangkaian penguat tegangan
tambahan pada Arduino.
3.1.7 LED
LED disini berfungsi sebagai indikator bahwa sensor PIR mendeteksi
gerakan pada objek. LED akan diaktifkan oleh arduino ketika arduino
mendapat trigger dari sensor PIR ketika ada objek yang bergerak pada area
cakupan sensor. Penggunaan indikator dengan LED dimaksudkan untuk
menghemat daya pada sistem.
3.1.8 Modem Wavecom
Modem wavecom berfungsi sebagai peringatan kepada pemilik rumah
dengan cara melakukan panggilan kehandphone sang pemilik rumah untuk
memberitahukan bahwa ada gerakan suatu objek yang terdeteksi pada
sensor PIR. Modem yang digunakan adalah wavecom GSM tipe M1306B
dengan port interface serial. Komunikasi serial antara Arduino UNO dengan
modem wavecom dihubungkan oleh kabel RS-232 dan driver MAX232
sebagai pengatur jalur komunikasi Tx dan Rx secara serial.
3.2 SKEMA PERANCANGAN PERANGKAT KERAS
Pada proses perancangan perangkat keras sistem pengaman ruangan
menggunakan sensor PIR berbasis Arduino UNO ini dilakukan dengan membuat
skematik dari setiap blok utama rangkaian. Ada tujuh blok perangkat keras yang
digunakan pada alat pengaman ruangan menggunakan sensor PIR ini, antara lain
rangkaian Power bank, rangkaian sensor PIR, rangkaian motor servo,rangkaian
arduino, rangkaian LED, rangkaian Buzzer dan rangkaian komunikasi serial RS-232
modem wavecom.
5 Laporan Tugas Akhir Bab III
3.2.1 Rangkaian Power Bank
Rangkaian Power Bank pada sistem pengaman menggunakan sensor
PIR ini berfungsi sebagai catu daya utama dan catu daya backup untuk
Arduino dan modem wavecom. Skema tersebut seperti pada gambar 3.2.
Gambar 3.2 Skematik Power Bank
Rangkaian power bank ini dibantu oleh adaptor untuk mengkonversi
tegangan AC menjadi tegangan DC sekaligus menurunkan tegangan dari
220 volt menjadi 12 volt. Output tegangan yang dihasilkan oleh adaptor
sebesar 12 volt akan digunakan untuk menghidupkan power bank dan
sekaligus untuk mengisi 2 buah baterai pada power bank sebesar 3,7 volt
yang disusun seri sehingga menghasilkan tegangan total 7,4 volt. Tegangan
baterai sebesar 7,4 volt tersebut akan digunakan sebagai catu daya cadangan
atau backup dari sumber tegangan utama PLN.
Tegangan AC yang sudah diubah menjadi tegangan DC oleh adaptor
akan di-filter kembali oleh kapasitor untuk mengurangi sisa tegangan riak
yang terbawa dari adaptor agar tegangan yang masuk ke rangkaian
powerbank menjadi lebih stabil.
Tegangan yang sudah di-filter oleh kapasitor akan diparalel untuk
memberikan tegangan pada LED1 dan untuk masuk ke rangkaian utama
6 Laporan Tugas Akhir Bab III
powerbank. LED1 digunakan sebagai indikator charging. Sebelum tegangan
dari adaptor masuk ke LED1 terdapat resistor sebagai penurun tegangan.
Resistor tidak memiliki kutub atau polaritas sehingga posisi pemasangan
kaki-kaki resistor tidak akan berpengaruh pada kutub positif atau negatif
rangkaian. Untuk menurunkan tegangan dari V input adaptor, kaki anoda
(positif) pada LED1 dihubungkan dengan salah satu kaki resistor. Kaki
resistor lainnya terhubung langsung dengan V input dari adaptor sehingga
tegangan 12 volt dari adaptor akan diturunkan oleh resistor untuk mencegah
LED1 kelebihan tegangan atau over voltage.
Pada rangkaian power bank ini terdapat satu buah dioda yang terletak
sebelum regulator tegangan LM317T. Dioda yang digunakan adalah dioda
tipe 1N4002. Dioda tipe 1N4002 memiliki arti “1” adalah kode komponen
jenis dioda, “N” adalah No-Heating yang artinya tanpa elemen pemanas
sehingga tidak memerlukan elemen pemanas untuk mengaktifkan dioda
tersebut dan “4002”adalah nomor seri pada dioda yang memiliki Current
Rating atau nilai arus maksimal yang dapat dilewatkan sebesar 1 A dan
Peak Inverse Voltage (PIV) atau tegangan maksimal yang dapat digunakan
sebesar 100 Volt. Semua dioda tipe 1N400x memiliki current rating yang
sama yaitu 1 Ampere yang membedakan hanya pada nilai PIV, semakin
besar nilai “x” pada tipe dioda maka nilai PIV juga akan semakin besar.
Pemberian dioda pada rangkaian tersebut adalah untuk melewatkan arus
secara bias maju (forward bias) dan akan menahan arus jika terjadi bias
mundur (reverse bias). Adanya dioda pada jalur rangkaian positif akan
menyebabkan tegangan input yang sebelumnya 9 volt akan berkurang
sebesar 0,7 volt dikarenakan adanya tegangan jatuh pada dioda yang
berbahan silicon tersebut.
Pada regulator tegangan LM317T terdapat 3 pin, yaitu adjustment, V
output dan V input. Pin V input terhubung dengan tegangan sumber, pin
adjustment adalah pin yang berfungsi untuk mengatur besar tegangan yang
akan keluar melalui V output dan pin V output berfungsi sebagai keluaran
tegangan hasil dari perhitungan tegangan dari pin adjustment tersebut.
7 Laporan Tugas Akhir Bab III
Untuk mengatur tegangan pada LM317T terdapat pin adjustment yang
terhubung dengan potensiometer agar pengaturan tegangan lebih bersifat
variable atau bisa diubah-ubah sesuai kebutuhan. Tiga kaki pada
potensiometer akan bekerja sebagai pengubah tegangan pada LM317T. Kaki
nomor 3 terhubung langsung dengan pin adjustment dari LM317T dan
dihubungkan secara paralel dengan resistor R3. Kaki potensiometer nomor 2
atau biasa disebut dengan wiper terhubung secara seri dengan kaki
potensiometer nomor 3. Kaki wiper pada potensiometer berfungsi sebagai
pembeda nilai tahanan pada potensiometer agar saat potensiometer diputar
ke kanan atau ke kiri nilai tahanan pada potensiometer juga berubah. Untuk
kaki potensiometer nomor 1 terhubung dengan ground sebagai jalur
grounding dari LM317T.
Pada pin keluaran dari regulator tegangan LM317T tehubung dengan
kapasitor sebagai bypass tegangan untuk pengisian baterai.
Baterai yang digunakan pada power bank ini memiliki kapasitas 4800
miliamper per hour atau miliamper per jam seperti yang tertera pada label
baterai yang artinya baterai ini dapat bertahan selama 4,8 jam dengan
catatan arus yang digunakan adalah sebesar 1A. Penyusunan jalur output
secara paralel seperti pada gambar 3.2 dilakukan untuk membuat tegangan
yang dikeluarkan untuk tiap port jack power arduino dan wavecom sama
dan juga dapat langsung terhubung dengan baterai jika sumber tegangan
dari PLN mati.
3.2.2 Rangkaian Sensor PIR
Perancangan rangkaian sensor Passive Infrared Receiver pada tugas
akhir ini digambarkan seperti pada gambar 3.3.
Rangkaian sensor PIR ini memiliki prinsip kerja apabila sensor
mendeteksi ada objek yang memiliki suhu yang berbeda dengan kondisi
lingkungan sekitar maka sensor pyroelectric akan mengirim sinyal analog
ke Integrated Circuit (IC) BIS0001 yang bertugas sebagai analog to digital
converter (ADC) dan penguat arus untuk nantinya dijadikan sebagai output
dari sensor PIR tersebut.
8 Laporan Tugas Akhir Bab III
Rangkaian sensor PIR terdiri dari modul sensor Passive Infrared
Receiver (PIR) tipe HC-SR501 yang memiliki 3 pin yang langsung
dihubungkan dengan board Arduino UNO R3. Tiga pin tersebut antara lain
VCC, OUT dan GND. VCC adalah pin pada modul sensor PIR yang
digunakan untuk memberikan tegangan kepada modul sensor PIR. Untuk
mengaktifkan sensor PIR dibutuhkan tegangan dengan rentang5 volt hingga
20 volt. Pada rangkaian sistem pengaman ruangan menggunakan sensor PIR
ini, pin VCC sensor dihubungkan dengan pin 5V pada board arduino UNO.
Pin selanjutnya yaitu pin OUT yang berfungsi sebagai pin trigger atau
pemberi sinyal pada sensor PIR kepada Arduino. Pada perancangan sistem
ini, pin OUT pada sensor PIR dihubungkan dengan pin digital 2 pada board
arduino UNO.
Gambar 3.3 Skematik Rangkaian Sensor PIR
Pin OUT tersebut yang nantinya akan memberi sinyal HIGH atau
LOW kepada Arduino pada saat sensor bekerja. Pin yang terakhir adalah pin
GND atau ground. Pin GND tersebut dihubungkan ke pin GND pada board
Arduino. Pin tersebut berfungsi untuk memberikan tegangan 0 volt agar arus
bisa mengalir pada rangkaian.
3.2.3 Rangkaian Motor Servo
Rangkaian motor servo pada perancangan sistem keamanan
menggunakan sensor PIR ini terdiri dari motor servo SG90 dan Arduino
UNO R3. Motor servo SG90 memiliki 3 pin yang terdiri dari pin OUT, pin
9 Laporan Tugas Akhir Bab III
VCC dan pin GND. Rangkaian motor servo pada sistem pengaman ruangan
menggunakan sensor PIR ini ditunjukkan pada gambar 3.4.
Pin OUT pada motor servo berfungsi sebagai pin pengendali gerakan
motor yang dihubungkan dengan pin Pulse Width Modulation (PWM) pada
board Ardunio UNO.
Pin OUT dari motor servo dihubungkan dengan pin digital ke-5 pada
Arduino karena pin tersebut memiliki fitur PWM. Pin VCC pada motor
servo berfungsi untuk memberikan catuan tegangan kepada motor servo
dengan cara menghubungkannya dengan pin 5V pada board arduino UNO.
Pin GND pada motor servo digunakan sebagai pin ground.
Gambar 3.4 Skematik Rangkaian Motor Servo
Motor servo yang digunakan adalah motor servo standar 180o.
Maksud dari 180o adalah motor servo ini hanya bisa bergerak 90o ke kanan
(Clockwise) dan 90o ke kiri (Counter Clockwise) dari posisi 0o sehingga jika
dijumlah maka akan menjadi 180o.Motor servo akan digunakan untuk
memutar sensor PIR ke arah 30o ke kanan dan 30o ke kiri.
Motor servo 180o dipilih sebagai penggerak sensor PIR pada sistem
pengaman ruangan ini karena motor servo standar 180o mempunyai gear
yang memiliki plastic tab yang dapat menghentikan laju gerakan motor
secara tepat sesuai dengan sudut yang sudah ditentukan karena plastic tab
tersebut akan menghentikan gerakan dan menahan gerakan motor agar tidak
berubah dari sudut henti yang sudah ditentukan. Penggunaan motor servo
180o dianggap lebih efisien daripada menggunakan motor servo 360o karena
10 Laporan Tugas Akhir Bab III
pada sistem pengaman ini motor servo hanya akan bergerak sejauh 60o
dengan pola gerakan 30o ke kanan dan 30o ke kiri dari posisi 0o.
Cara kerja motor servo adalah pada saat sensor PIR tidak mendeteksi
gerakan maka motor servo akan bergerak secara terus menerus ke arah 30o
ke kanan dan ke kiri. Gerakan ke kanan dan ke kiri tersebut dimaksudkan
untuk memperlebar cakupan area dari sensor PIR itu sendiri. Jika sensor
PIR mendeteksi suatu gerakan, maka motor servo akan berhenti tepat pada
saat sensor PIR mendeteksi suatu gerakan. Motor servo akan bergerak
kembali apabila sensor PIR sudah tidak mendeteksi gerakan apapun.
Pemilihan menggunakan motor servo karena kecepatan motor servo
dapat diatur sesuai dengan kebutuhan dan juga dilihat dari segi
implementasi pada prototype yang akan dibuat, fungsi motor tersebut tidak
digunakan untuk mengangkat barang berat sehingga penggunaan motor
jenis servo tersebut dirasa cukup tepat.
3.2.4 Rangkaian Arduino UNO
Arduino UNO pada sistem pengaman ruangan ini digunakan sebagai
pengatur sekaligus otak bagi semua komponen yang saling terhubung.
Arduino UNO digunakan untuk memerintah sensor PIR, motor servo,
buzzer, LED dan modem wavecom untuk bekerja berdasarkan program
yang sudah di-upload ke dalam chip microcontroller Arduino. Chip yang
digunakan pada Arduino UNO adalah mikrokontroler ATmega 328. Chip
tersebut yang nantinya menjadi otak pada board Arduino UNO yang
digunakan pada sistem ini. Skematik rangkaian arduino yang digunakan
pada sistem pengaman ruangan menggunakan sensor PIR terdapat pada
gambar 3.5.
Board Arduino UNO yang digunakan adalah board revisi 3 atau biasa
dikenal dengan nama Arduino UNO R3. Seperti yang ditunjukkan pada
gambar 3.5, pada rangkaian sistem pengaman ruangan ini digunakan
sebanyak 10 pin pada board Arduino UNO R3, 6 diantaranya adalah pin
digital dan 4 lainnya berupa pin power. Pin digital yang digunakan antara
lain pin ke-0, pin ke-1, pin ke-2, pin ke-5, pin ke-12 dan pin ke-13
11 Laporan Tugas Akhir Bab III
sedangkan untuk pin power menggunakan 3 pin ground dan 1 pin tegangan
5 volt.
Gambar 3.5 Skematik Rangkaian Arduino UNO R3
Pin ke-0 dan pin ke-1 pada Arduino UNO R3 adalah pin RX dan TX.
Kedua pin tersebut yaitu pin digital yang berfungsi sebagai receiver dan
transmitter dalam komunikasi serial dengan perangkat lain. Dalam hal ini
pin Rx dan Tx tersebut digunakan untuk berkomunikasi dengan modem
wavecom secara serial melalui driver max232.
Pin ke-2 pada board Arduino UNO R3 digunakan untuk
menghubungkan Arduino dengan pin OUT dari sensor PIR. Pin ke-5 pada
Arduino dihubungkan dengan pin OUT dari motor Servo. Pin ke-12 pada
Arduino dihubungkan dengan pin positif dari buzzer dan pin ke-13
dihubungkan dengan pin positif dari rangkaian LED.
3.2.5 Rangkaian LED
Pada sistem pengaman ruangan menggunakan sensor PIR berbasis
Arduino UNO R3 ini terdapat rangkaian indikator visual sebagai tanda
bahwa sensor PIR mendeteksi sebuah gerakan, indikator tersebut adalah
lampu LED. Lampu LED sudah biasa digunakan pada banyak alat kerja
yang membutuhkan indikator sebagai tanda ada bagian yang aktif atau
12 Laporan Tugas Akhir Bab III
sedang bekerja. Alasan banyak alat kerja yang menggunakan lampu LED
sebagai lampu indikator yaitu karena ukurannya yang kecil dan penggunaan
daya yang kecil.
Rangkaian LED pada sistem pengaman ruangan menggunakan sensor
PIR ini terdiri dari resistor dan lampu LED. Resistor digunakan untuk
menahan tegangan dan arus berlebih yang masuk ke LED. Penggunaan
resistor pada rangkaian LED dikarenakan tegangan maksimum yang dapat
diterima LED adalah sebesar 2 hingga 3,2 VDC. Jika rangkaian LED
dipasang tanpa resistor maka tegangan input sebesar 5 volt dari Arduino
langsung masuk ke LED dan menyebabkan LED cepat panas dan rusak
karena tegangan yang diterima terlalu besar.
Gambar 3.6 Skematik Rangkaian LED
Dalam rangkaian LED seperti pada gambar 3.6, LED dan resistor
dipasang secara seri pada pin board Arduino UNO ke-13 dimana kaki
negatif (katoda) LED terhubung dengan ground pada board Arduino UNO,
kaki positif (anoda) dari LED dihubungkan dengan salah satu kaki resistor
dan satu kaki resistor lainnya terhubung dengan pin Arduino ke-13.
3.2.6 Rangkaian Buzzer
Buzzer pada sistem ini digunakan sebagai indikator audio yang akan
mengeluarkan suara apabila sensor PIR mendeteksi gerakan.
Pada skematik rangkaian buzzer seperti yang ditunjukkan pada
gambar 3.7 buzzer yang digunakan memiliki 2 kaki, yaitu kaki positif dan
kaki negatif dimana kaki positif langsung terhubung dengan pin digital ke-
12 pada board Arduino UNO dan kaki negatif terhubung dengan ground.
13 Laporan Tugas Akhir Bab III
Gambar 3.7 Skematik Rangkaian Buzzer
Buzzer hanya perlu diberi tegangan sebesar 3 hingga 5 volt untuk
membunyikannya. Semakin besar tegangan yang dibutuhkan, semakin keras
pula bunyinya. Pin digital yang terhubung dengan kaki positif pada buzzer
akan memberikan logika high apabila sensor PIR mendeteksi adanya
gerakaan dari seseorang.
3.2.7 Rangkaian Komunikasi Serial RS-232 Modem Wavecom
Pada rangkaian komunikasi serial RS-232 antara modem wavecom
dengan arduino terdapat sebuah driver yang berfungsi sebagai penghubung
dan konverter tegangan dari Universal Asynchronous Receiver-Transmitter
(UART) yang berupa level tegangan TTL menjadi tegangan RS232.
Rangkaian driver max232 seperti pada gambar 3.8 terdiri dari 1
DPDT, 5 kapasitor, 2 resistor, 2 LED dan 1 buah konektor DB9 male.
Gambar 3.8 Rangkaian Komunikasi Serial RS-232 Modem Wavecom
DPDT atau Double Pole-Double Throw digunakan sebagai switch
untuk jalur Tx dan Rx dari Arduino menuju IC Max232 karena jika saat
14 Laporan Tugas Akhir Bab III
melakukan upload program, pin Tx dan Rx pada Arduino terhubung dengan
perangkat lain maka program akan mengalami gagal upload. Oleh sebab itu
digunakan switch DPDT agar tidak terlalu sering melepas dan memasang
kembali board Arduino ke PCB pada saat akan mengunggah program.
Perbedaan tegangan antara TTL dengan RS232 mengharuskan IC
max232 merubah tegangan TTL yang memiliki rentang 0 volt hingga 5 volt
menjadi tegangan RS232 dengan rentang -15volt hingga +15volt.
Pada IC max232 terdapat 16 pin yang memiliki fungsi masig-masing.
Pin ke-1 dihubungkan dengan kaki positif kapasitor C1 dan kaki negatif
kapasitor C1 dihubungkan dengan pin ke-3 IC max232. Pin ke-2
dihubungkan dengan kaki positif kapasitor C3 dan kaki negatif kapasitor C3
dihubungkan dengan tegangan input 5 Volt. Pin ke-4 pada IC max232
dihubungkan dengan kaki positif kapasitor C2 dan kaki negatif kapasitor C2
dihubungkan dengan pin ke-5 pada IC max232. Pin ke-6 dihubungkan
dengan kaki negatif kapasitor C4 dan kaki positif kapasitor C4 dihubungkan
dengan ground.
Untuk bagian power, IC max232 memiliki pin ke-15 sebagai ground
dan pin ke-16 sebagai Vinput. IC max232 menggunakan tegangan input 5
volt yang diambil dari pin 5 volt Arduino dan dihubungkan ke pin ke-16 dan
ground dari pin ke-15 dihubungkan ke ground pada Arduino. Sebelumnya
pada jalur tersebut ditambahkan kapasitor C5 sebagai filter dan bypass
tegangan. Kaki positif kapasitor C5 dihubungkan paralel dengan pin ke-16
dan pin 5 volt, sedangkan kaki negatif pada kapasitor C5 dihubungkan
secara paralel dengan ground pada pin ke-15 dari IC max232 dan ground
dari Arduino.
Konfigurasi rangkaian tersebut sudah umum digunakan pada IC
max232. Untuk pin Tx input, Rx Output, Tx Output dan Rx input pada
rangkaian sistem pengaman ruangan ini menggunakan T2in, R2out, T2out
dan R2in. Pin T2in terletak pada pin ke-10 pada IC max232 yang
dihubungkan dengan kaki Normaly Close pada DPDT yang sekaligus
terhubung juga dengan pin Tx dari Arduino. Begitu juga dengan pin R2out
15 Laporan Tugas Akhir Bab III
pada IC max232 yang terhubung dengan kaki Normaly close pada DPDT
dan terhubung juga dengan pin Rx dari Arduino.
Pada bagian output dari IC max232 terdapat pin ke-7 yang berfungsi
sebagai jalur T2out dan pin ke-8 yang berfungsi sebagai jalur R2in. Pada pin
ke-7 dari IC max232 dihubungkan dengan pin ke-2 Rx pada konektor db9
male dan untuk pin ke-8 dihubungkan dengan pin Tx ke-3 pada konektor
db9 male.
Dalam sistem pengaman ruangan menggunakan sensor PIR kali ini
hanya menggunakan komunikasi satu arah, hanya dari arduino ke modem
wavecom sehingga fungsi dari pin Rx dari arduino sendiri bersifat optional
atau bisa digunakan atau tidak.
Pada rangkaian driver ini digunakan 2 indikator, yaitu indikator
adanya pengiriman data dari Tx Arduino dan indikator output pengiriman
data dari Tx driver IC max232. Penggunaan indikator dimaksudkan agar
dapat mengetahui apakah ada data yang dikirimkan dari Arduino maupun
dari IC max232 kepada modem Wavecom. Indikator LED tersebut dipasang
secara paralel dengan jalur Tx yang akan digunakan. Kaki positif LED 2
dipasang seri dengan satu kaki resistor, lalu kaki resistor lainnya
dihubungkan dengan jalur T2out dan kaki negatif resistor dihubungkan
dengan ground. Sedangkan untuk indikator LED 3 dipasang pada jalur T2in
untuk mengetahui apakah ada data yang dikirimkan dari Arduino kepada IC
max232. Peletakkan komponen indikator LED 3 sama dengan indikator
LED 2 hanya saja jalur yang digunakan adalah jalur T2in. Penggunaan
indikator tersebut juga bersifat optional, karena pada sistem tidak
menjelaskan tentang perpindahan data serial.
3.3 PARAMETER PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK
Perangkat lunak dalam hal ini adalah script atau program yang digunakan
untuk melakukan perintah kerja pada Arduino UNO. Perancangan perangkat lunak
didahului dengan pembuatan flowchart. Pembuatan flowchart dimaksudkan untuk
memperjelas urutan dan langkah kerja dari program yang akan dibuat. Pada gambar
16 Laporan Tugas Akhir Bab III
3.9 menunjukkan flowchart dari program sistem pengaman ruangan menggunakan
sensor PIR berbasis Arduino UNO R3.
Rancangan dan urutan program yang sudah jelas akan mempermudah dalam
pembuatan listing program atau script pada software Arduino Integrated
Development Environment (Arduino IDE) yang akan di-upload ke dalam
mikrokontroler Arduino UNO. Software Arduino IDE merupakan open source
software yang dibuat untuk membuat listing program dengan bahasa C. Software
tersebut memiliki banyak fitur yang memudahkan programer dalam membuat listing
program.
Gambar 3.9 Flowchart Perancangan Perangkat Lunak
Mulai
i
Inisialisasi
program
Apakah sensor PIR
membaca logika
“HIGH”?
Motor Servo
bergerak
Motor Servo
“BREAK”
Buzzer “HIGH”
Dial “nomor telepon”
Selesai
Tidak
Ya
LED “HIGH”
17 Laporan Tugas Akhir Bab III
3.4 CARA KERJA SISTEM
Cara kerja alat pengaman ruangan menggunakan sensor PIR (Passive Infrared
Receiver) ditunjukkan pada gambar 3.10. Proses awal dari sistem kerja hardware
adalah mengaktifkan pin-pin yang terhubung ke setiap komponen. Proses pembacaan
pin-pin yang telah diaktifkan oleh arduino untuk diprogram ke komponen biasa
disebut dengan proses initialization. Setelah itu arduino akan mengirimkan data
program ke setiap komponen melalui pin-pin yang sudah terhubung ke setiap
komponen untuk mengaktifkan kerja komponen.
Saat semua komponen aktif,sensor PIR yang berupa inframerah pasifakan
memberikan trigger (pemicu) untuk membuat sebuah alarm peringatan yang berupa
suara dari buzzer dan cahaya dari LED lalu diteruskan dengan modem wavecom
yang akan menelpon nomor handphone. Tahapan keseluruhan proses kerja sistem
pengaman ruangan menggunakan sensor PIR terdapat pada gambar flowchart 3.10.
mulai
i
Mengaktifkan
komponen
Kalibrasi
sensor dengan
arduino
Apakah sensor
mendeteksi gerakan
manusia?
Motor Servo
Bergerak
Tidak
Ya
Sensor Stand by
a
18 Laporan Tugas Akhir Bab III
Gambar 3.10 Flowchart Cara Kerja Sistem
Sensor inframerah tersebut akan aktif apabila sensor mendeteksi gelombang
inframerah yang dipancarkan dari panas tubuh manusia. Panas tubuh manusia yang
bergerak akan berbeda dengan panas tubuh manusia yang diam.
Panas tubuh manusia yang diam tidak akan terdeteksi oleh sensor karena
sensor akan membaca panas suhu tubuh setara dengan panas suhu lingkungan
sekitar.
Buzzer berbunyi
LED menyala
Telepon ke nomor HP
pemilik rumah
selesai
Motor Servo
Berhenti
a
Proposal Tugas Akhir Daftar Pustaka
STT Telematika Telkom Purwokerto 19 D312009