PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM
KEAMANAN BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMega 8535
A.
Latar
Belakang
Seiring
kemajuan teknologi serta tingkat penganguran yang cukup tinggi, maka rata-rata
tindak kejahatan semakin meningkat, khususnya tindakan pencurian maupun
perampokan yang dilakukan di perumahan ataupun 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 saat akan meninggalkan rumah atau kantor
baik dalam waktu yang lama maupun waktu yang relatif sebentar. Alternatif yang
diambil adalah menyewa security atau private guard untuk menjaga keamanan.
Namun langkah ini harus ditebus dengan harga yang mahal, karena harus
mengeluarkan biaya yang cukup mahal dan tidak efektif karena kemampuan security 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.
Dari latar belakang di atas,
penulis merancang suatu alat yang dapat mempermudah pengamanan rumah maupun
kantor dengan menggunakan mikrokontroler. Mikrokontroler yang akan digunakan
adalah tipe mikrokontroler 8535. Atas dasar tersebut, penulis mengambil judul
Tugas Akhir “PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
SISTEM KEAMANAN BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMega 8535”.
B.
Perumusan
Masalah
Keamanan
merupakan salah satu aspek yang penting dalam sebuah sistem informasi. Melihat
kondisi ini , maka dirancang sebuah alat yang efisien. 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.
C.
Maksud
dan Tujuan
Adapun
tujuan dari pembuatan sistem keamanan terpadu berbasis mikrokontroler secara
umum adalah:
1.
Merancang suatu transmitter sistem
keamanan berbasis mikrokontroler AVR seri ATMega8535.
2.
Merancang suatu alat dalam hal ini
transmitter untuk mendeteksi bahaya kebakaran dengan memanfaatkan sensor asap.
3.
Merancang suatu alat bagian transmitter
untuk mendeteksi bahaya pencurian dengan memanfaatkan sensor magnet dan buzer
sebagai alarm.
4.
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.
D.
Manfaat
Penulisan
Adapun
manfaat yang ingin diperoleh dari pembuatan tugas akhir ini adalah:
1.
Menghasilkan produk baru yang berupa
barang inovatif.
2.
Menjadikan sistem keamanan berbasis
mikrokontroller dan monitoring terintergrasi yang bekerja 24 jam
3.
Untuk memperluas dan mempermudah
pengetahuan terutama mengenai mikrikontroller dan sensor, khususnya dalam
penggunaan alat tersebut.
4.
Sebagai alat bantu untuk mencegah
kejahatan dan kebakaran pada instansi yang membutuhkan
E.
Batasan
Masalah
1.
Pin I/O pada mikrokontroler AVR seri
ATMega8535 dapat dikonfigurasi sebagai input atau output, dengan cara mengubah
isi I/O register Data Direction Register.
2.
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,
3.
Sistem hanya mendeteksi sensor asap dan
sensor pencuri (sensor magnet)
4.
WalkieTalkie difungsikan sebagai
modulator untuk media transmisi sebagai transmitter.
5.
Perangkat HT tidak memperhitungkan
adanya error detection dan error recovery yang mungkin bisa terjadi
F.
KAITAN
JUDUL DENGAN TEKNIK TELEKOMUNIKASI
Pengambilan
judul “PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM KEAMANAN BERBASIS MIKROKONTROLLER
ATMega 8535” berkaitan dengan bentuk pengaplikasian dari mata kuliah
mikroprosesor & interface dalam melakukan komunikasi data terhadap
perangkat elektronika lainnya serta sistem komunikasi .
G.
METODOLOGI
Metodologi
penelitian yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir ini adalah :
1. Metodologi
Penelitian
a. Metode
Penelitian
Metode penelitian yang digunakan
adalah metode eksperimen. Tujuan dari metode ini adalah untuk mendapatkan
rangkaian alat yang akan dibuat. Metode ini dilakukan dengan cara mencari,
memodifikasi rangkaian-rangkaian elektronika untuk tugas akhir serta melakukan
pengujian terhadap rangkaian yang telah dibuat.
b. Instrumen
Penelitian
Instrumen penelitian adalah berupa rangkaian yang
terdiri dari bagian penerima yang digunakan dan mikrokontroler ATMega 8535
sebagai pengendali transmitter.
c. Parameter
yang diamati
Parameter yang diamati adalah
intensitas asap dan sistem magnet pada pintu rumah ataupun kantor yang diatur
secara digital.
2. Metode
Pengumpulan Data
a. Studi
literatur
Studi literatur, dilakukan dengan
mengunjungi situs-situs yang membahas mengenai karekteristik mikrokontroller
AVR seri ATMega8535, Prinsip kerja transmitter WalkieTalkie, karakteristik
Sensor infrared dan photodioda sebagai pendeteksi asap akan indikasi kebakaran
dan mempelajari buku-buku teks pendukung yang berkaitan.
b. Interview
Pengumpulan bahan dengan
mewawancarai pihak-pihak yang ahli dalam bidangnya dan hasilnya dapat
dipertanggungjawabkan.
Perancangan
dan pembuatan alat untuk tugas akhir yang akan disusun ini digambarkan dalam diagram
alir sebagai berikut :
H.
SISTEMATIKA
PENULISAN
Keseluruhan penulisan Tugas Akhir ini
akan dibagi menjadi lima bab bahasan dengan lampiran dan daftar istilah yang
diperlukan yaitu:
Bab
ini berisi tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, maksud dan tujuan
penulisan, dan manfaat penulisan.
BAB
II :
DASAR TEORI
Bab
ini menjelaskan tentang teori dasar yang menunjang tugas akhir, seperti tentang
Mikrokontroler AT89S51, infra merah, dan teori lainnya yang menunjang Tugas
Akhir.
BAB
III :
PERANCANGAN SISTEM
Bab
ini berisi tentang perancangan pembuatan alat yang akan digunakan dalam proses
pembuatan tugas akhir.
BAB
IV :
PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN HASIL
Bab
ini berisi tentang analisa dan hasil pengujian dari tiap-tiap blok diagram alat
yang akan dirancang mengenai kekurangan dan kelebihannya.
BAB
V :
PENUTUP
Bab
ini berisi kesimpulan akhir dari hasil pengamatan dan saran dari Tugas Akhir.
I.
KAJIAN
PUSTAKA
1. Mikrokontroller
AVR ATMega 8535
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. Kemampuannya yang programmable, fitur yang lengkap seperti
ADC internal, EEPROM internal, port I/O, komunikasi serial.
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 membedakan 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.
a. Konfigurasi
Pin ATMega8535
Secara fungsional konfgurasi
ATMega8535 sebagai berikut;
1)
VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai
pin masukan catu daya.
2)
GND merupakan pin Ground.
3)
Port A (PA0…PA7) merupakan pin I/O dua
arah dan pin masukan catu ADC.
4)
Port B (PB0…PB7) merupakan pin I/O dua
arah dan pin fungsi khusus, yaitu Timer/Counter, Komparator analog, dan SPI.
5)
Port C (PC0…PC7) merupakan pin I/O dua
arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, Komparator analog, dan Timer Oscillator
6)
Port D (PD0…PD7) merupakan pin I/O dua
arah dan pin fungsi khusus,yaitu komparator analog, Interupsi eksternal, dan
komunikasi serial.
7)
RESET merupakan pin yang digunakan untuk
me-reset mikrokontroller.
8)
XTAL1 danXTAL2 merupakan pin masukan
clock eksternal.
9)
AVCC merupakan pin masukan tegangan
untuk ADC.
10) AREF
merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.
b. Arsitektur
ATMega8535
ATMega8535
memilii bagian struktur bagian sebagai berikut :
1) Saluran
I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D.
2) ADC
10 bit sebanyak 8 saluran
3) Tiga
buah Timer/Counter dengan kemampuan perbandingan.
4) CPU
yang terdiri atas 32 buah register.
5) Watchdog
Timer dengan osilator internal.
6) SRAM
sebesar 512 byte.
7) Memori
Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.
8) Unit
interupsi internal dan eksternal.
9) Port
antarmuka SPI
10) EEPROM
sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
11) Antarmuka
komparator analog.
12) Port
USART untuk komunikasi serial
c. Fitur-Fitur
ATMega8535
1) Sistem
mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.
2) Kapabilitas
memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte, dan EEPROM (Electrically Erasable
Programmable read Only Memory) sebesar 512 byte.
3) ADC
internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.
4) Portal
komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.
5) Enam
pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik.
6) Berperformen
tinggi dan dengan konsumsi daya rendah (low power)
7) Fitur
Peripheral
Ø Dua
Timer/Counter 8-bit dengan Separate Prescaler (sumber clock yang dapat diatur)
dan Mode pembanding
Ø Satu
Timer/Counter 16-bit dengan Separate Prescaler, Mode pembanding dan Capture
Mode
Ø Real
Time Counter dengan sumber osilator terpisah
Ø Terdapat
delapan saluran ADC dengan resolusi sepuluh bit ADC
Ø Empat
saluran Pulse Width Modulation (PWM)
Ø Terdapat
Two Serial Interface
Ø Programmable
serial USART
Ø Master/Serial
SPI Serial Interface
Ø Programmable
Watchdog Timer dengan On-Chip Oscillator
Ø On-Chip
Analog Comparator
8) I/O
dan kemasan
Ø 32
programmable saluran I/O
Ø 40
pin PDIP, 44 pin TQFP, 44 PIN PLCC dan 44 pin MLF
9) Tegangan
Kerja
Ø 2,7
– 5,5V untuk ATmega8535L
Ø 4,5
– 5,5V untuk ATmega8535
10) Kelas
Kecepatan
Ø 0
– 8 Mhz untuk ATmega8535L
Ø ·0
– 16 Mhz untuk ATmega8535
2. 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.
a. 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
Detektor
di catu dengan tegangan 5 V dc, sinar infrared akan terus dan memancarkan dan
diterima oleh photodioda. Apabila saat photodioda tidak menerima sinar
infrared, maka seketika itu rangkaian pemancar akan aktif dan mengirim sinyal
ke penerima dan secara langsung mengaktifkan sistem mikrokontroller. Output
dari detektor asap sebesar 0,7 V. Output tersebut di terima oleh
mikrokontroller sebesar 5 V, dengan penguatan tegangan oleh rangkaian switch.
b. 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.
Sensor
ini dipasang di pintu ataupun jendela, cara kerja alat ini adalah apabila pintu
atau jendela terbuka, maka sistem alarm akan berbunyi. Kekuatan alarm dari
sensor ini mencapai 90 DB.
Adapun
data teknis dari sensor ini ialah;
o
Wireless
data Transmission distance ≥ 200m
o
Supply
voltage: DC:12 Vs
o
Wireless
data Transmission distance ≥ 100m
o
Operating
voltage : DC 12
o
dB output : 110 dB
o
Tone:
continuous beep tone.
3. 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-talkie merupakan
contoh dari transmisi dua arah bergantian, yaitu dapat mendengarkan atau
berbicara secara bergantian.
4. LCD
(Liquid Crystal Display)
LCD dalam perancangan suatu sistem
yang menggunakan mikrokontroller, 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.
J.
Perancangan
1. Tujuan
perancangan
Pada tahap perancangan, harus ditentukan
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 tahap 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. Perancangan yang berhubungan dengan pembuatan sistem
keamanan berbasis mikrokontroller ini dibagi atas dua tahap yaitu:
2. Rencana
Rancangan
Pembuatan blok diagram bagian
transmitter sistem keamanan, bertujuan untuk mempermudah realisasi sistem
deskripsi sistem deskripsi sebagai basis security dan proteksi komunikasi
Walkie-Talkie menggunakan mikrokontroler AVR khususnya pada daerah kerja sistem
transmitter.
a. Perancangan
bagian Elektronik bagian transmitter sistem keamanan
Pada bagian ini
semua tahap pekerjaan yang berhubungan dengan rangkaian transmitter,
diantaranya ialah
Ø Menentukan
komponen yang digunakan untuk membuat rangkaian elektronik transmitter.
Ø Merangkai
dan uji coba rangkaian transmitter.
Ø Menggabungkan
rangkaian dari setiap blok diagram di project board.
Ø Melakukan
uji coba rangkaian sistem.
Perancangan
transmitter sistem deskripsi sebagai basis security dan proteksi komunikasi
Walkie-Talkie menggunakan mikrokontroler AVR
b. Perancangan
bagian Mekanik.(miniatur) untuk transmitter.
Pembuatan
program;
1) Membuat
Program Bahasa C yang berbasiskan pada bahasa MCS-51 pada jendela list program
khususnya bagian transmitter.
2) Melakukan
Compile program. Hal ini bertujuan agar Mengkonversi list program yang dibuat
kedalam kode biner/hexadecimal
3) Mendownload
(Hasil Compile) ke IC mikrokontroller AVR seri ATMega8535
K.
Rencana
Jadwal Pengerjaan
Adapun jadwal
pengerjaan untuk penyusunan Tugas Akhir ini disusun sebagai berikut :
No
|
Kegiatan
|
Bulan
|
|||||||||||||||||||||||
Februari
|
Maret
|
April
|
Mei
|
Juni
|
Juli
|
||||||||||||||||||||
1
|
Penyusunan Proposal
|
||||||||||||||||||||||||
2
|
Pengerjaan Tugas Akhir
|
||||||||||||||||||||||||
3
|
Seminar Proposal
|
||||||||||||||||||||||||
4
|
Penyusunan Laporan Tugas Akhir
|
||||||||||||||||||||||||
5
|
Sidang Tugas Akhir
|
||||||||||||||||||||||||
0 comments:
Post a Comment