PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGONTROL PERALATAN LISTRIK JARAK JAUH DILENGKAPI PENJAWAB SUARA MELALUI PANGGILAN TELEPON (Hardware)
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGONTROL
PERALATAN LISTRIK JARAK JAUH DILENGKAPI
PENJAWAB SUARA MELALUI PANGGILAN TELEPON
(Hardware)
SKRIPSI
Disusun Oleh :
Doni Pradana
201110130311062
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2016
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas limpahan
rahmat dan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang
berjudul :
” PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGONTROL
PERALATAN LISTRIK JARAK JAUH DILENGKAPI
PENJAWAB SUARA MELALUI PANGGILAN TELEPON
(Hardware)”
Di dalam tulisan ini disajikan pokok-pokok bahasan yang meliputi
komunikasi serial pada modem, pembacaan tombol keypad pada handpone
menggunakan DTMF, pembacaan detektor arus dan pengontrolan lampu (beban).
Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih
banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan saran
yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi berkembangan ilmu pengetahuan
kedepan.
Malang, Juli 2016
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i
LEMBAR PERSETUJUAN .................................................................................. ii
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. iii
LEMBAR PERNYATAAN .................................................................................. iv
ABTRAKSI ............................................................................................................ v
ABSTRACT .......................................................................................................... vi
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. vii
KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii
DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xii
DAFTAR TABEL ............................................................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ........................................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................... 2
1.3 Batasan Masalah ..................................................................................... 3
1.4 Tujuan ...................................................................................................... 3
1.5 Penulisan Skripsi ..................................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mikrokontrol ATMEGA128 ................................................................... 5
2.1.1 Atmega128 ...................................................................................... 5
2.1.2 Timer dan Counter pada AVR ATMEGA128 ................................ 6
2.1.3 Internal Analog to Digital Converter (ADC) ATMEGA128 .......... 9
2.1.4 Konfigurasi PORT MCU ATMEGA128 ........................................ 10
2.2 Modem Wavecom .................................................................................. 14
2.3 RS 232 Converter ................................................................................... 16
2.4 Dual Tone Multi Frequency (DTMF) .................................................... 18
2.5 VOICE PLAY ISD 4002-120P .............................................................. 22
2.6 Pemilihan Mode ISD 4002 ..................................................................... 23
2.7 Konfigurasi Pin ISD 4002 ...................................................................... 24
2.8 Transistor Sebagai Saklar ...................................................................... 26
2.9 Relay ...................................................................................................... 28
2.10 Driver Relay ULN2803 ........................................................................ 30
2.11 Light Emitting Diode ( LED) ............................................................... 31
2.12 Optocopler ........................................................................................... 32
BAB III PERANCANGAN SISTEM
3.1 Tinjauan Umum ..................................................................................... 35
3.2 Perancangan Hardware .......................................................................... 35
3.2.1 Blok Diagram ................................................................................. 36
3.2.2 Prinsip Kerja .................................................................................. 37
3.3 Perancanga Tombol Pust Batton ............................................................ 37
3.4 Perancangan Rangkaian Relay .............................................................. 39
3.5 Perancangan Current Detector ............................................................... 40
3.6 Perancangan Rangkaian RS 232 Converter pada Modem .................... 41
3.7 Perancangan DTMF MT8870D ............................................................. 42
3.8 Perancangan Rangkaian ISD 4002-120 ................................................. 43
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA
4.1 Pengujian Modem Wavecom M1306B .................................................. 45
4.1.1 Tujuan Pengukuran ........................................................................ 45
4.1.2 Peralatan Yang Digunakan ............................................................ 45
4.1.3 Langkah Pengujian ......................................................................... 45
4.1.4 Diagram Pengujian ......................................................................... 45
4.1.5 Hasil Pengujian .............................................................................. 48
4.1.6 Analisa Hasil Pengujian ................................................................. 51
4.2 Pengujian Rangkaian DTMF ................................................................. 52
4.2.1 Tujuan Pengukuran ........................................................................ 52
4.2.2 Peralatan Yang Digunakan ............................................................. 52
4.2.3 Diagram Pengukuran ..................................................................... 52
4.2.4 Langkah Langkah Pengukuran ...................................................... 53
4.2.5 Data Hasil Pengukuran .................................................................. 54
4.2.6 Analisa Hasil .................................................................................. 55
4.3 Pengujian Driver Relay ......................................................................... 56
4.3.1 Tujuan Pengukuran ........................................................................ 56
4.3.2 Peralatan Yang Digunakan ............................................................ 56
4.3.3 Diagram Pengukuran ..................................................................... 56
4.3.4 Langkah – Langkah Pengukuran ................................................... 57
4.3.5 Data Hasil Pengukuran .................................................................. 57
4.3.6 Analisa Hasil ................................................................................. 58
4.4 Pengujian Detektor Arus ........................................................................ 58
4.4.1 Tujuan Pengukuran ........................................................................ 58
4.4.2 Peralatan Yang Digunakan ............................................................ 58
4.4.3 Diagram Pengukuran ..................................................................... 58
4.4.4 Langkah – Langkah Pengukuran ................................................... 59
4.4.5 Data Hasil Pengukuran .................................................................. 59
4.4.6 Analisa Hasil .................................................................................. 60
4.5 Pengujian Keseluruhan .......................................................................... 60
4.5.1 Tujuan Pengukuran ........................................................................ 60
4.5.2 Peralatan Yang Digunakan ............................................................. 60
4.5.3 Langkah – Langkah Pengukuran ................................................... 60
4.5.4 Data Hasil Pengukuran .................................................................. 61
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 68
5.2 Saran ..................................................................................................... 68
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Blok Diagram Timer ............................................................................ 6
Gambar 2.2 Register TCCR0 .................................................................................. 6
Gambar 2.3 Register TCNT0 .................................................................................. 7
Gambar 2.4 Register TCCR1A ............................................................................... 7
Gambar 2.5 Register TIMSK .................................................................................. 8
Gambar 2.6 Blok Diagram ADC Internal ATMEGA128 ....................................... 9
Gambar 2.7 Blok Diagram ADC Internal ATMEGA128 ...................................... 10
Gambar 2.8 Susunan PIN ATMEGA128 .............................................................. 10
Gambar 2.9 Kemasan Wavecom Fasttrack M1306B ............................................ 15
Gambar 2.10 Konfigurasi PIN Konektor DB9 ...................................................... 16
Gambar 2.11 Konfigurasi PIN MT8870D ............................................................ 20
Gambar 2.12 Rangkaian MT8870D ...................................................................... 21
Gambar 2.13 Konfigurasi Susunan Bit Pada SPI ................................................. 24
Gambar 2.14 Konfigurasi PIN ISD 4002 .............................................................. 25
Gambar 2.15 Diagram blok IC ISD 4002-120/4002-150/4002-180/4002-250 .... 26
Gambar 2.16 Transistor Sebagai Saklar ON ......................................................... 26
Gambar 2.17 Tansistor Sebagai Saklar OFF ......................................................... 27
Gambar 2.18 Karakteristik Daerah Saturasi Pada Transistor ............................... 28
Gambar 2.19 Simbol Relay ................................................................................... 29
Gambar 2.20 Rangkain Internal ULN2803 (Masing-Masing Driver) .................. 30
Gambar 2.21 Rangkain Internal ULN2803 (Masing-Masing Driver) .................. 31
Gambar 2.22 LED ................................................................................................. 32
Gambar 2.23 Optocoupler ..................................................................................... 33
Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem ........................................................................ 36
Gambar 3.2 Rangkain Tombol Pust Batton .......................................................... 38
Gambar 3.3 Ragkaian Driver Relay ...................................................................... 39
Gambar 3.4 Rangkaian Detektor Arus .................................................................. 40
Gambar 3.5 Rangkaian RS232 Converter pada modem ....................................... 42
Gambar 3.6 Rangkain DTMF MT8870D ............................................................. 43
Gambar 3.7 Skematik ISD 4002 ........................................................................... 44
Gambar 4.1 Blok diagram pengujian modem ........................................................ 46
Gambar 4.2 Setting pada Hyperterminal .............................................................. 47
Gambar 4.3 Pemilihan COM pada Hyperterminal ............................................... 47
Gambar 4.4 Pemilihan kecepatan pada Hyperterminal ........................................ 48
Gambar 4.5 Hasil pengujian perintah AT command dan AT+CMGR ................. 49
Gambar 4.6 Hasil pengujian instruksi AT+CMGS (kirim SMS) .......................... 50
Gambar 4.7 Hasil penerimaan SMS pada Handpone ............................................ 50
Gambar 4.8 Hasil pengujian instruksi AT+CMGS (menerima telefon) ................ 51
Gambar 4.9 Diagram pengujian DTMF ................................................................ 52
Gambar 4.10 Hasil DTMF saat tombol 1 HP ditekan pengujian DTMF .............. 54
Gambar 4.11 Hasil DTMF saat tombol 2 HP ditekan pengujian DTMF .............. 54
Gambar 4.12 Hasil DTMF saat tombol 3 HP ditekan pengujian DTMF .............. 55
Gambar 4.13 Diagram Rangkaian pengujian Relay ............................................. 56
Gambar 4.14 Diagram Rangkaian pengujian kontak Relay ................................. 57
Gambar 4.15 Rangkaian Detektor Arus ............................................................... 58
Gambar 4.16 Pengujian tegangan output detector arus saat beban mati .............. 59
Gambar 4.17 Pengujian tegangan output detector arus saat beban menyala ....... 59
Gambar 4.18 SMS registrasi nomor user 2 pada sistem ....................................... 61
Gambar 4.19 Balasan SMS registrasi user 2 pada HP .......................................... 61
Gambar 4.20 Kirim SMS control lampu pada sistem ........................................... 62
Gambar 4.21 Balsan SMS status lampu dari sistem .............................................. 63
Gambar 4.22 kirim SMS control lampu pada sistem ............................................. 63
Gambar 4.23 Balsan SMS status lampu dari sistem .............................................. 64
Gambar 4.24 Panggilan Nomor Modem ............................................................... 64
Gambar 4.25 Hasil pengujian output beban saat menekan tombol 1 lalu bintang . 65
Gambar 4.26 Hasil pengujian output beban saat menekan tombol 1 lalu # .......... 66
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Setting Prescale ATMEGA128 ............................................................... 7
Tabel 2.2 Setting Mode Compare 1 ......................................................................... 8
Tabel 2.3 Setting Mode PWM ................................................................................. 8
Tabel 2.4 Fungsi Dari PIN PIN ATMEGA128 ..................................................... 11
Tabel 2.5 Fungsi PIN pada Konektor DB15 .......................................................... 15
Tabel 2.6 Konfigurasi PIN RS-232 pada Konektor DB9 ...................................... 17
Tabel 2.7 Frekuensi pada DTMF .......................................................................... 19
Tabel 2.8 Fungis pin DTMF MT8870 ................................................................... 20
Tabel 2.9 Fungsi Decoder DTMF ......................................................................... 22
Tabel 2.10 Mode Operasi ISD 4002 ...................................................................... 23
Tabel 2.11 Fungsi PIN ULN2803 ......................................................................... 31
Tabel 3.1 Pin antarmuka mikrokontroler dan Max232 pada modem .................... 42
Tabel 4.1 Hasil Pengujian DTMF ......................................................................... 55
Tabel 4.2 Pengujian Input – Output Relay ............................................................ 57
Tabel 4.3 Pengujian Tegangan Detector Arus ....................................................... 60
Tabel 4.4 Hasil Pengujian keseluruhan melalui panggilan telefon ....................... 67
Tabel 4.5 Hasil Pengujian keseluruhan melalui SMS .......................................... 67
DAFTAR PUSTAKA
[1] Arief Susanto, Andrianto, 2015. “Aplikasi Pengontrol Jarak Jauh Pada Lampu
Rumah Berbasis Android”. Prosiding. Studi Teknik Informatika. Universitas Muria
Kudus.
[2] Singgih Eko, Susanto and Joko Sunardi, 2009. “Rancang Bangun Antar Muka
Mikrokontroler ATMEGA32 Dengan Multimedia Card“. Jurnal. Jurusan Teknofasi
Nuklir, STTN.
[3] Ali Ibrahim, Mira Afrina, 2015. “Pengembangan Sistem Informasi SMS
Gateway Dalam Meningkatkan Layanan Komunikasi Sekitar Akademika Fakultas
Ilmu Komputer Usri ”. Jurnal, Jurusan Sitem Komunikasi, Universitas Sriwijaya.
[4] Tedy Rismawan, Dedi Triyanto and Fanny Andreas, 2015. “Rancang Bangun
Sistem Kontrol Dan Pemonitoran Lampu Rumah Dengan Smartphone Android
berbasis SMS Gateway Dan Mikrokontroler ATMEGA16”. Jurnal. Jurusan Sistem
Komputer, MIPA, Universitas Tanjung Pura.
[5] Putra, Agfianto Eko, 2010. “Mudah Menguasai Mikrokontroler Atmel AVR
menggunakan BASCOM-AVR”. Yogyakarta, Kelompok Riset DSP dan Embedded
Intelegent System-ELNIS.
[6] Rahardjo Pratolo, 2009. “Alat Penjadwal On-Off Titik Beban Rumah Tangga
Yang Diakses Dengan Telepon DTMF”. Jurnal. Jurusan Teknik Elektro, Fakultas
Teknik Universitas Udayana.
[7] Hasani, 2011. “Alat Pengendali Otomatis Dan Deteksi Keadaan Peralatan
Rumah Tangga Menggunakan SMS Kontroler”. Jurnal, Jurusan Sistem Komputer,
Universitas Gunadarma.
[8] Wahyudin, Tri Rahajoeningroem, 2013. “Sistem Keamanan Rumah Dengan
Memonitoring Menggunakan Jaringan Telefon Seluler”. Jurnal, Teknik Komputer,
UNKOM.
[9] Subito Mery, Rizal, 2012. “Alat Pengukur Pemakaian Energi Listrik
Menggunakan Sensor Optocoupler Dan Mikrokontroler AT89S52”. Jurnal, Teknik
Elektro, Universitas Tadulako.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Rumah merupakan kebutuhan primer manusia yang merupakan sebuah
bangunan tempat manusia tinggal dan melangsungkan kehidupannya. Rumah juga
berfungsi sebagai tempat berlindung dari kondisi cuaca maupun untuk kegiatankegiatan lainnya. Untuk memenuhi fungsi dan kebutuhan manusia, rumah
dilengkapi dengan bermacam peralatan listrik seperti halnya lampu, dan peralatan
listrik lainnya. Pada tahapan ini permasalahan yang terjadi pada manusia adalah
karena berkembangnya kebiasaan manusia meninggalkan rumah dengan keadaan
lampu rumah mati. Ini memicu terjadinya pencurian di rumah - rumah kosong
dengan berbagai modus. Keamanan disebuah perumahan elit memamg rata - rata
sudah dikendalikan oleh petugas keamanan yang pada umumnya disediakan oleh
pemilik kompleks perumahan, namun petugas keamanan tidak sedianya setiap saat
berada di setiap rumah-rumah yang di jaga melainkan di post - post tertentu yang
sudah ditentukan. Ini memberikan kesempatan para pencuri untuk dapat masuk
kerumah - rumah kosong yang ditinggal penghuninya dengan memanfaatkan
kelengahan petugas keaman. . Dalam hal ini user tentunya membutuhkan suatu alat
yang dapat mengontrol peralatan listrik jarak jauh. Sementara itu untuk dapat
menciptakan pengontrol peralatan listrik jarak jauh, maka dibutuhkan piranti yang
selalu terhubung dengan user, sehingga sewaktu waktu dapat memantau kondisi
listrik atau keamanan rumah secara langsung dimanapun user berada. Dengan
demikian piranti yang paling tepat digunakan dalam pengontrolan ini adalah
menggunakan handphone, karena hampir setiap orang memiliki perangkat ini untuk
berkomunikasi
Penggunaan handphone untuk melakukan pengontrolan peralatan listrik
jarak jauh telah banyak digunakan, namun dari sekian banyaknya sistem tersebut
rata-rata hanya menggunakan fasilitas SMS dalam pengontrolannya sehingga kasus
yang sering terjadi, sistem yang dipantau tidak dapat secara realtime karena adanya
pengiriman yang tertunda atau tertahan oleh SMS center karena faktor sinyal,
memori inbox penuh, lalu lintas SMS yang padat, dan lain sebagainya. Selain itu
1
kelemahan lainnya tidak adanya umpan balik sensor sebagai interaksi balik dari
sistem menuju user yang dalam kondisi ini user hanya memberikan perintah lewat
SMS tanpa mengetahui nyala tidaknya peralatan listrik yang sedang dikontrol.
Menanggapi permasalahan yang melatar belakangi hal diatas, maka pada
pengerjaan skripsi ini user melakukan penyempurnaan dari sistem yang pernah
dibuat sebelumnya diantaranya :
Menggunakan umpan balik output melalui detektor arus untuk mengetahui
nyala tidaknya peralatan yang dikontrol.
Menggunakan sistem panggilan agar tidak terjadi delay dan dapat dikontrol
secara langsung.
Menggunakan voice answer atau mesin penjawab dan pemandu lewat suara
agar dapat berinteraksi dengan user.
Dengan demikian untuk melakukan proses pengontrolan peralatan listrik
tersebut, user hanya menghubungi nomor pada sistem kemudian sistem menjawab
dengan suara untuk memandu user dalam menyalakan peralatan listrik dan pada
kondisi tersebut user menekan nomor atau keypad untuk memilih output yang akan
dinyalakan dan jeda beberapa saat kemudian sistem mengecek hasil sensor untuk
mengetahui status peralatan yang dikontrol dan mengirimkan hasil pada user
berupa suara. Untuk itulah pada pengerjaan skripsi ini diambil judul “Perancangan
dan Pembuatan alat pengontrol peralatan litrik jarah jauh dengan umpan balik dan
interaksi suara menggunakan panggilan telephone berbasis ATMEGA128”
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, permasalahan yang dibahas
dalam skripsi ini adalah :
a.
Bagaimana merancang sistem pengotrol dengan umpan balik yang
dikontrol melalui mikrokontrol.
b.
Bagaimana merancang perangkat keras untuk dapat menyalakan
peralatan listrik dan memantau kondisi nyala tidaknya perangkat listrik
dengan detektor arus yang dapat dikendalikan mikrokontroller
c.
Bagaimana
merancang
voice
answer
yang
dapat
dikontrol
mikrokontroller
2
d.
Bagaiamana merancang perangkat keras agar sistem dapat beroperasi
pada jaringan telephoneGSM.
1.3
Batasan Masalah
Pada pelaksanaan pembuatan skripsi ini terdapat beberapa batasan masalah
untuk menghindari meluasnya permasalahan yang dibahas. Adapun batasan
tersebut adalah:
a. Peralatan listrik yang dikontrol dibatasi 8 output.
b. Detektor arus yang digunakan untuk membaca ada tidaknya arus yang
mengalir ke beban dan tidak menghitung jumlah besaran arus.
c. Menggunakan IC ISD4002-120P sebagai memori penyimpan suara
selama 120 detik yang dikontrol mikrokontrol.
1.4
Tujuan
Penulisan skripsi ini bertujuan untuk :
a.
Merancang sistem pengotrol dengan umpan balik yang dikontrol
melalui mikrokontrol.
b.
Merancang perangkat keras untuk dapat menyalakan peralatan listrik
dan memantau kondisi nyala tidaknya perangkat listrik dengan detektor
arus yang dapat dikendalikan mikrokontroller
c.
Merancang voice answer yang dapat dikontrol mikrokontroller
d.
Merancang perangkat keras agar sistem dapat beroperasi pada jaringan
telephone GSM.
1.5
Penulisan Skripsi
Sistematika pembahasan pada penyusunan skripsi ini perinciannya adalah
sebagai berikut :
BAB I Pendahuluan
Bab ini membahas tentang hal-hal yang menjadi latar belakang, tujuan,
rumusan masalah, dan metodologi serta sistematika pembahasan pada alat yang
akan dirancang.
BAB II Tinjauan Pustaka
Bab ini menguraikan teori-teori yang mendasari dan mendukung dalam
perencanaan serta pembuatan hardware seperti pengetahuan dasar modem,
detektor, driver, dtmf, voice isd dan mikrokontroller .
3
BAB III Perencanaan
Bab ini membahas tentang perencanaan serta pembuatan hardware pada alat
yang dirancang, misalnya nilai komponen yang dipakai, hubungan masing-masing
komponen dan lain sebagainya.
BAB IV Pengujian dan Analisa
Bab ini membahas tentang pengujian hardware serta pembahasan mengenai
hasil pengujian tersebut per blok system
BAB V Penutup
Bab ini membahas tentang kesimpulan dan saran terhadap skripsi untuk
pengembangan menjadi sistem yang lebih sempurna.
4
PERALATAN LISTRIK JARAK JAUH DILENGKAPI
PENJAWAB SUARA MELALUI PANGGILAN TELEPON
(Hardware)
SKRIPSI
Disusun Oleh :
Doni Pradana
201110130311062
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2016
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas limpahan
rahmat dan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang
berjudul :
” PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGONTROL
PERALATAN LISTRIK JARAK JAUH DILENGKAPI
PENJAWAB SUARA MELALUI PANGGILAN TELEPON
(Hardware)”
Di dalam tulisan ini disajikan pokok-pokok bahasan yang meliputi
komunikasi serial pada modem, pembacaan tombol keypad pada handpone
menggunakan DTMF, pembacaan detektor arus dan pengontrolan lampu (beban).
Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih
banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan saran
yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi berkembangan ilmu pengetahuan
kedepan.
Malang, Juli 2016
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i
LEMBAR PERSETUJUAN .................................................................................. ii
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. iii
LEMBAR PERNYATAAN .................................................................................. iv
ABTRAKSI ............................................................................................................ v
ABSTRACT .......................................................................................................... vi
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. vii
KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii
DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xii
DAFTAR TABEL ............................................................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ........................................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................... 2
1.3 Batasan Masalah ..................................................................................... 3
1.4 Tujuan ...................................................................................................... 3
1.5 Penulisan Skripsi ..................................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mikrokontrol ATMEGA128 ................................................................... 5
2.1.1 Atmega128 ...................................................................................... 5
2.1.2 Timer dan Counter pada AVR ATMEGA128 ................................ 6
2.1.3 Internal Analog to Digital Converter (ADC) ATMEGA128 .......... 9
2.1.4 Konfigurasi PORT MCU ATMEGA128 ........................................ 10
2.2 Modem Wavecom .................................................................................. 14
2.3 RS 232 Converter ................................................................................... 16
2.4 Dual Tone Multi Frequency (DTMF) .................................................... 18
2.5 VOICE PLAY ISD 4002-120P .............................................................. 22
2.6 Pemilihan Mode ISD 4002 ..................................................................... 23
2.7 Konfigurasi Pin ISD 4002 ...................................................................... 24
2.8 Transistor Sebagai Saklar ...................................................................... 26
2.9 Relay ...................................................................................................... 28
2.10 Driver Relay ULN2803 ........................................................................ 30
2.11 Light Emitting Diode ( LED) ............................................................... 31
2.12 Optocopler ........................................................................................... 32
BAB III PERANCANGAN SISTEM
3.1 Tinjauan Umum ..................................................................................... 35
3.2 Perancangan Hardware .......................................................................... 35
3.2.1 Blok Diagram ................................................................................. 36
3.2.2 Prinsip Kerja .................................................................................. 37
3.3 Perancanga Tombol Pust Batton ............................................................ 37
3.4 Perancangan Rangkaian Relay .............................................................. 39
3.5 Perancangan Current Detector ............................................................... 40
3.6 Perancangan Rangkaian RS 232 Converter pada Modem .................... 41
3.7 Perancangan DTMF MT8870D ............................................................. 42
3.8 Perancangan Rangkaian ISD 4002-120 ................................................. 43
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA
4.1 Pengujian Modem Wavecom M1306B .................................................. 45
4.1.1 Tujuan Pengukuran ........................................................................ 45
4.1.2 Peralatan Yang Digunakan ............................................................ 45
4.1.3 Langkah Pengujian ......................................................................... 45
4.1.4 Diagram Pengujian ......................................................................... 45
4.1.5 Hasil Pengujian .............................................................................. 48
4.1.6 Analisa Hasil Pengujian ................................................................. 51
4.2 Pengujian Rangkaian DTMF ................................................................. 52
4.2.1 Tujuan Pengukuran ........................................................................ 52
4.2.2 Peralatan Yang Digunakan ............................................................. 52
4.2.3 Diagram Pengukuran ..................................................................... 52
4.2.4 Langkah Langkah Pengukuran ...................................................... 53
4.2.5 Data Hasil Pengukuran .................................................................. 54
4.2.6 Analisa Hasil .................................................................................. 55
4.3 Pengujian Driver Relay ......................................................................... 56
4.3.1 Tujuan Pengukuran ........................................................................ 56
4.3.2 Peralatan Yang Digunakan ............................................................ 56
4.3.3 Diagram Pengukuran ..................................................................... 56
4.3.4 Langkah – Langkah Pengukuran ................................................... 57
4.3.5 Data Hasil Pengukuran .................................................................. 57
4.3.6 Analisa Hasil ................................................................................. 58
4.4 Pengujian Detektor Arus ........................................................................ 58
4.4.1 Tujuan Pengukuran ........................................................................ 58
4.4.2 Peralatan Yang Digunakan ............................................................ 58
4.4.3 Diagram Pengukuran ..................................................................... 58
4.4.4 Langkah – Langkah Pengukuran ................................................... 59
4.4.5 Data Hasil Pengukuran .................................................................. 59
4.4.6 Analisa Hasil .................................................................................. 60
4.5 Pengujian Keseluruhan .......................................................................... 60
4.5.1 Tujuan Pengukuran ........................................................................ 60
4.5.2 Peralatan Yang Digunakan ............................................................. 60
4.5.3 Langkah – Langkah Pengukuran ................................................... 60
4.5.4 Data Hasil Pengukuran .................................................................. 61
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 68
5.2 Saran ..................................................................................................... 68
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Blok Diagram Timer ............................................................................ 6
Gambar 2.2 Register TCCR0 .................................................................................. 6
Gambar 2.3 Register TCNT0 .................................................................................. 7
Gambar 2.4 Register TCCR1A ............................................................................... 7
Gambar 2.5 Register TIMSK .................................................................................. 8
Gambar 2.6 Blok Diagram ADC Internal ATMEGA128 ....................................... 9
Gambar 2.7 Blok Diagram ADC Internal ATMEGA128 ...................................... 10
Gambar 2.8 Susunan PIN ATMEGA128 .............................................................. 10
Gambar 2.9 Kemasan Wavecom Fasttrack M1306B ............................................ 15
Gambar 2.10 Konfigurasi PIN Konektor DB9 ...................................................... 16
Gambar 2.11 Konfigurasi PIN MT8870D ............................................................ 20
Gambar 2.12 Rangkaian MT8870D ...................................................................... 21
Gambar 2.13 Konfigurasi Susunan Bit Pada SPI ................................................. 24
Gambar 2.14 Konfigurasi PIN ISD 4002 .............................................................. 25
Gambar 2.15 Diagram blok IC ISD 4002-120/4002-150/4002-180/4002-250 .... 26
Gambar 2.16 Transistor Sebagai Saklar ON ......................................................... 26
Gambar 2.17 Tansistor Sebagai Saklar OFF ......................................................... 27
Gambar 2.18 Karakteristik Daerah Saturasi Pada Transistor ............................... 28
Gambar 2.19 Simbol Relay ................................................................................... 29
Gambar 2.20 Rangkain Internal ULN2803 (Masing-Masing Driver) .................. 30
Gambar 2.21 Rangkain Internal ULN2803 (Masing-Masing Driver) .................. 31
Gambar 2.22 LED ................................................................................................. 32
Gambar 2.23 Optocoupler ..................................................................................... 33
Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem ........................................................................ 36
Gambar 3.2 Rangkain Tombol Pust Batton .......................................................... 38
Gambar 3.3 Ragkaian Driver Relay ...................................................................... 39
Gambar 3.4 Rangkaian Detektor Arus .................................................................. 40
Gambar 3.5 Rangkaian RS232 Converter pada modem ....................................... 42
Gambar 3.6 Rangkain DTMF MT8870D ............................................................. 43
Gambar 3.7 Skematik ISD 4002 ........................................................................... 44
Gambar 4.1 Blok diagram pengujian modem ........................................................ 46
Gambar 4.2 Setting pada Hyperterminal .............................................................. 47
Gambar 4.3 Pemilihan COM pada Hyperterminal ............................................... 47
Gambar 4.4 Pemilihan kecepatan pada Hyperterminal ........................................ 48
Gambar 4.5 Hasil pengujian perintah AT command dan AT+CMGR ................. 49
Gambar 4.6 Hasil pengujian instruksi AT+CMGS (kirim SMS) .......................... 50
Gambar 4.7 Hasil penerimaan SMS pada Handpone ............................................ 50
Gambar 4.8 Hasil pengujian instruksi AT+CMGS (menerima telefon) ................ 51
Gambar 4.9 Diagram pengujian DTMF ................................................................ 52
Gambar 4.10 Hasil DTMF saat tombol 1 HP ditekan pengujian DTMF .............. 54
Gambar 4.11 Hasil DTMF saat tombol 2 HP ditekan pengujian DTMF .............. 54
Gambar 4.12 Hasil DTMF saat tombol 3 HP ditekan pengujian DTMF .............. 55
Gambar 4.13 Diagram Rangkaian pengujian Relay ............................................. 56
Gambar 4.14 Diagram Rangkaian pengujian kontak Relay ................................. 57
Gambar 4.15 Rangkaian Detektor Arus ............................................................... 58
Gambar 4.16 Pengujian tegangan output detector arus saat beban mati .............. 59
Gambar 4.17 Pengujian tegangan output detector arus saat beban menyala ....... 59
Gambar 4.18 SMS registrasi nomor user 2 pada sistem ....................................... 61
Gambar 4.19 Balasan SMS registrasi user 2 pada HP .......................................... 61
Gambar 4.20 Kirim SMS control lampu pada sistem ........................................... 62
Gambar 4.21 Balsan SMS status lampu dari sistem .............................................. 63
Gambar 4.22 kirim SMS control lampu pada sistem ............................................. 63
Gambar 4.23 Balsan SMS status lampu dari sistem .............................................. 64
Gambar 4.24 Panggilan Nomor Modem ............................................................... 64
Gambar 4.25 Hasil pengujian output beban saat menekan tombol 1 lalu bintang . 65
Gambar 4.26 Hasil pengujian output beban saat menekan tombol 1 lalu # .......... 66
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Setting Prescale ATMEGA128 ............................................................... 7
Tabel 2.2 Setting Mode Compare 1 ......................................................................... 8
Tabel 2.3 Setting Mode PWM ................................................................................. 8
Tabel 2.4 Fungsi Dari PIN PIN ATMEGA128 ..................................................... 11
Tabel 2.5 Fungsi PIN pada Konektor DB15 .......................................................... 15
Tabel 2.6 Konfigurasi PIN RS-232 pada Konektor DB9 ...................................... 17
Tabel 2.7 Frekuensi pada DTMF .......................................................................... 19
Tabel 2.8 Fungis pin DTMF MT8870 ................................................................... 20
Tabel 2.9 Fungsi Decoder DTMF ......................................................................... 22
Tabel 2.10 Mode Operasi ISD 4002 ...................................................................... 23
Tabel 2.11 Fungsi PIN ULN2803 ......................................................................... 31
Tabel 3.1 Pin antarmuka mikrokontroler dan Max232 pada modem .................... 42
Tabel 4.1 Hasil Pengujian DTMF ......................................................................... 55
Tabel 4.2 Pengujian Input – Output Relay ............................................................ 57
Tabel 4.3 Pengujian Tegangan Detector Arus ....................................................... 60
Tabel 4.4 Hasil Pengujian keseluruhan melalui panggilan telefon ....................... 67
Tabel 4.5 Hasil Pengujian keseluruhan melalui SMS .......................................... 67
DAFTAR PUSTAKA
[1] Arief Susanto, Andrianto, 2015. “Aplikasi Pengontrol Jarak Jauh Pada Lampu
Rumah Berbasis Android”. Prosiding. Studi Teknik Informatika. Universitas Muria
Kudus.
[2] Singgih Eko, Susanto and Joko Sunardi, 2009. “Rancang Bangun Antar Muka
Mikrokontroler ATMEGA32 Dengan Multimedia Card“. Jurnal. Jurusan Teknofasi
Nuklir, STTN.
[3] Ali Ibrahim, Mira Afrina, 2015. “Pengembangan Sistem Informasi SMS
Gateway Dalam Meningkatkan Layanan Komunikasi Sekitar Akademika Fakultas
Ilmu Komputer Usri ”. Jurnal, Jurusan Sitem Komunikasi, Universitas Sriwijaya.
[4] Tedy Rismawan, Dedi Triyanto and Fanny Andreas, 2015. “Rancang Bangun
Sistem Kontrol Dan Pemonitoran Lampu Rumah Dengan Smartphone Android
berbasis SMS Gateway Dan Mikrokontroler ATMEGA16”. Jurnal. Jurusan Sistem
Komputer, MIPA, Universitas Tanjung Pura.
[5] Putra, Agfianto Eko, 2010. “Mudah Menguasai Mikrokontroler Atmel AVR
menggunakan BASCOM-AVR”. Yogyakarta, Kelompok Riset DSP dan Embedded
Intelegent System-ELNIS.
[6] Rahardjo Pratolo, 2009. “Alat Penjadwal On-Off Titik Beban Rumah Tangga
Yang Diakses Dengan Telepon DTMF”. Jurnal. Jurusan Teknik Elektro, Fakultas
Teknik Universitas Udayana.
[7] Hasani, 2011. “Alat Pengendali Otomatis Dan Deteksi Keadaan Peralatan
Rumah Tangga Menggunakan SMS Kontroler”. Jurnal, Jurusan Sistem Komputer,
Universitas Gunadarma.
[8] Wahyudin, Tri Rahajoeningroem, 2013. “Sistem Keamanan Rumah Dengan
Memonitoring Menggunakan Jaringan Telefon Seluler”. Jurnal, Teknik Komputer,
UNKOM.
[9] Subito Mery, Rizal, 2012. “Alat Pengukur Pemakaian Energi Listrik
Menggunakan Sensor Optocoupler Dan Mikrokontroler AT89S52”. Jurnal, Teknik
Elektro, Universitas Tadulako.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Rumah merupakan kebutuhan primer manusia yang merupakan sebuah
bangunan tempat manusia tinggal dan melangsungkan kehidupannya. Rumah juga
berfungsi sebagai tempat berlindung dari kondisi cuaca maupun untuk kegiatankegiatan lainnya. Untuk memenuhi fungsi dan kebutuhan manusia, rumah
dilengkapi dengan bermacam peralatan listrik seperti halnya lampu, dan peralatan
listrik lainnya. Pada tahapan ini permasalahan yang terjadi pada manusia adalah
karena berkembangnya kebiasaan manusia meninggalkan rumah dengan keadaan
lampu rumah mati. Ini memicu terjadinya pencurian di rumah - rumah kosong
dengan berbagai modus. Keamanan disebuah perumahan elit memamg rata - rata
sudah dikendalikan oleh petugas keamanan yang pada umumnya disediakan oleh
pemilik kompleks perumahan, namun petugas keamanan tidak sedianya setiap saat
berada di setiap rumah-rumah yang di jaga melainkan di post - post tertentu yang
sudah ditentukan. Ini memberikan kesempatan para pencuri untuk dapat masuk
kerumah - rumah kosong yang ditinggal penghuninya dengan memanfaatkan
kelengahan petugas keaman. . Dalam hal ini user tentunya membutuhkan suatu alat
yang dapat mengontrol peralatan listrik jarak jauh. Sementara itu untuk dapat
menciptakan pengontrol peralatan listrik jarak jauh, maka dibutuhkan piranti yang
selalu terhubung dengan user, sehingga sewaktu waktu dapat memantau kondisi
listrik atau keamanan rumah secara langsung dimanapun user berada. Dengan
demikian piranti yang paling tepat digunakan dalam pengontrolan ini adalah
menggunakan handphone, karena hampir setiap orang memiliki perangkat ini untuk
berkomunikasi
Penggunaan handphone untuk melakukan pengontrolan peralatan listrik
jarak jauh telah banyak digunakan, namun dari sekian banyaknya sistem tersebut
rata-rata hanya menggunakan fasilitas SMS dalam pengontrolannya sehingga kasus
yang sering terjadi, sistem yang dipantau tidak dapat secara realtime karena adanya
pengiriman yang tertunda atau tertahan oleh SMS center karena faktor sinyal,
memori inbox penuh, lalu lintas SMS yang padat, dan lain sebagainya. Selain itu
1
kelemahan lainnya tidak adanya umpan balik sensor sebagai interaksi balik dari
sistem menuju user yang dalam kondisi ini user hanya memberikan perintah lewat
SMS tanpa mengetahui nyala tidaknya peralatan listrik yang sedang dikontrol.
Menanggapi permasalahan yang melatar belakangi hal diatas, maka pada
pengerjaan skripsi ini user melakukan penyempurnaan dari sistem yang pernah
dibuat sebelumnya diantaranya :
Menggunakan umpan balik output melalui detektor arus untuk mengetahui
nyala tidaknya peralatan yang dikontrol.
Menggunakan sistem panggilan agar tidak terjadi delay dan dapat dikontrol
secara langsung.
Menggunakan voice answer atau mesin penjawab dan pemandu lewat suara
agar dapat berinteraksi dengan user.
Dengan demikian untuk melakukan proses pengontrolan peralatan listrik
tersebut, user hanya menghubungi nomor pada sistem kemudian sistem menjawab
dengan suara untuk memandu user dalam menyalakan peralatan listrik dan pada
kondisi tersebut user menekan nomor atau keypad untuk memilih output yang akan
dinyalakan dan jeda beberapa saat kemudian sistem mengecek hasil sensor untuk
mengetahui status peralatan yang dikontrol dan mengirimkan hasil pada user
berupa suara. Untuk itulah pada pengerjaan skripsi ini diambil judul “Perancangan
dan Pembuatan alat pengontrol peralatan litrik jarah jauh dengan umpan balik dan
interaksi suara menggunakan panggilan telephone berbasis ATMEGA128”
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, permasalahan yang dibahas
dalam skripsi ini adalah :
a.
Bagaimana merancang sistem pengotrol dengan umpan balik yang
dikontrol melalui mikrokontrol.
b.
Bagaimana merancang perangkat keras untuk dapat menyalakan
peralatan listrik dan memantau kondisi nyala tidaknya perangkat listrik
dengan detektor arus yang dapat dikendalikan mikrokontroller
c.
Bagaimana
merancang
voice
answer
yang
dapat
dikontrol
mikrokontroller
2
d.
Bagaiamana merancang perangkat keras agar sistem dapat beroperasi
pada jaringan telephoneGSM.
1.3
Batasan Masalah
Pada pelaksanaan pembuatan skripsi ini terdapat beberapa batasan masalah
untuk menghindari meluasnya permasalahan yang dibahas. Adapun batasan
tersebut adalah:
a. Peralatan listrik yang dikontrol dibatasi 8 output.
b. Detektor arus yang digunakan untuk membaca ada tidaknya arus yang
mengalir ke beban dan tidak menghitung jumlah besaran arus.
c. Menggunakan IC ISD4002-120P sebagai memori penyimpan suara
selama 120 detik yang dikontrol mikrokontrol.
1.4
Tujuan
Penulisan skripsi ini bertujuan untuk :
a.
Merancang sistem pengotrol dengan umpan balik yang dikontrol
melalui mikrokontrol.
b.
Merancang perangkat keras untuk dapat menyalakan peralatan listrik
dan memantau kondisi nyala tidaknya perangkat listrik dengan detektor
arus yang dapat dikendalikan mikrokontroller
c.
Merancang voice answer yang dapat dikontrol mikrokontroller
d.
Merancang perangkat keras agar sistem dapat beroperasi pada jaringan
telephone GSM.
1.5
Penulisan Skripsi
Sistematika pembahasan pada penyusunan skripsi ini perinciannya adalah
sebagai berikut :
BAB I Pendahuluan
Bab ini membahas tentang hal-hal yang menjadi latar belakang, tujuan,
rumusan masalah, dan metodologi serta sistematika pembahasan pada alat yang
akan dirancang.
BAB II Tinjauan Pustaka
Bab ini menguraikan teori-teori yang mendasari dan mendukung dalam
perencanaan serta pembuatan hardware seperti pengetahuan dasar modem,
detektor, driver, dtmf, voice isd dan mikrokontroller .
3
BAB III Perencanaan
Bab ini membahas tentang perencanaan serta pembuatan hardware pada alat
yang dirancang, misalnya nilai komponen yang dipakai, hubungan masing-masing
komponen dan lain sebagainya.
BAB IV Pengujian dan Analisa
Bab ini membahas tentang pengujian hardware serta pembahasan mengenai
hasil pengujian tersebut per blok system
BAB V Penutup
Bab ini membahas tentang kesimpulan dan saran terhadap skripsi untuk
pengembangan menjadi sistem yang lebih sempurna.
4