RANCANG BANGUN SISTEM PEMANTAU KEAMANAN RUMAH NIRKABEL BERBASIS TEKNOLOGI ZIGBEE : HARDWARE
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Rumah merupakan kebutuhan sekunder manusia dalam kehidupan sehari-
hari. Rumah merupakan sebuah bangunan tempat manusia tinggal dan
melangsungkan kehidupannya. Rumah adalah tempat berlindung dari kondisi
cuaca maupun untuk kegiatan-kegiatan lainnya. Rumah juga berfungsi sebagai
tempat perlindungan, untuk menikmati kehidupan dan bergembira bersama
keluarga. Selanjutnya, rumah berkembang menjadi gaya hidup yang menunjukkan
tingkat social seseorang maupun sebagai aset yang berharga.
Untuk memenuhi fungsi dan kebutuhan manusia, rumah dilengkapi
dengan bermacam benda atau perlengkapannya. Rumah diisi dengan barangbarang berharga atau yang memiliki nilai jual. Hal ini menyebabkan rumah
memiliki tingkat resiko keamanan dari pencurian, terutama saat rumah tersebut di
tinggalkan penghuninya. Hal ini di karenakan manusia yang tinggal di suatu
rumah juga harus melakukan aktivitas lain misalnya bekerja, bepergian keluar
kota, saat merayakan hari-hari raya keagamaan dan lain-lain. Salah satu bentuk
kejahatan pencurian yang banyak mendapatkan perhatian adalah kasus pencurian
yang terjadi di kawasan tempat tinggal atau
1
perumahan (Delia RP, 2009). Berdasarkan data Polda Metro Jaya, kasus pencurian
di rumah kosong tiap tahun cendrung meningkat. Pada tahun 2010 kejahatan
tersebut mencapai 174 kejadian, sedangkan tahun 2011 naik menjadi 187 kejadian
Mulai H-7 sampai hari kedua lebaran terjadi 900 kasus pencurian di seluruh
Indonesia.
Berbagai upaya untuk mengamankan rumah telah dilakukan. Salah satunya
adalah kegiatan penelitian atau rancang bangun sistem keamanan. Hal ini
dilakukan dengan memanfaatkan perkembangan teknologi komunikasi. Di sisi
lain, salah satu perkembangan teknologi komunikasi adalah teknologi nirkabel.
Teknologi ini memungkinkan bagi pengguna untuk menghubungkan dua
perangkat telekomunikasi atau lebih tanpa menggunakan media kabel. Tekonologi
nirkabel ini termasuk dalam teknologi berbasis digital. Perkembangan teknologi
ini dapat diaplikasikan pada sistem keamanan rumah. Dengan penerapan
teknologi ini maka keamanan rumah dapat terjaga serta dapat turut menekan
angka pencurian.
Perkembangan teknologi lainnya adalah protocol Zigbee. ZigBee adalah
spesifikasi untuk jaringan protokol komunikasi tingkat tinggi, menggunakan radio
digital berukuran kecil dengan daya rendah, dan berbasis pada standar IEEE
802.15.4 untuk
jaringan
personal
nirkabel tingkat
rendah,
seperti
saklar
lampu nirkabel , alat pengukur listrik, serta perangkat-perangkat elektronik
lainnya yang menggunakan jaringan radio jarak dekat dengan daya transfer data
tingkat rendah (Winardi, 2013).
2
Berdasarkan uraian latar belakang di atas maka perlu dilakukan penelitian
rancang bangun system pemantauan keamanan rumah nirkabel berbasis
teknologin Zigbee. Penelitian dilakukan dengan merancang, membuat dan
melakukan pengujian terhadap kinerja sistem keamanan tersebut. Zigbee akan
digunakan sebagai protocol untuk di aplikasikan sebagai jaringan komunikasi
yang terhubung dengan sensor-sensor. Sensor-sensor ini
akan dihubungkan
dengan peralatan-peralatan dalam rumah atau dalam ruangan seperti lampu,
kamera dan lain-lain.
1.2.
Rumusan Masalah
Dengan memperhatikan Latar belakang di atas, maka Rumusan Masalah di
titik beratkan pada :
1.
Bagaimana merancang perangkat keras untuk komunikasi jarak jauh
nirkabel berbasis modul Xbee.
2.
Bagaimana merancang rangkaian sensor gerak untuk mengetahui
adanya gerakan didalam ruangan.
3.
Bagaimana merancang rangkaian sensor untuk mengetahui adanya
indikasi kebakaran didalam ruangan.
4.
Bagaimana merancang perangkat keras untuk memonitor gambar dan
suara secara visual jarak jauh melalui kamera.
5.
1.3.
Bagaimana menguji sistem untuk mengetahui unjuk kerja pada alat.
Batasan Masalah
Dikarenakan adanya berbagai keterbatasan dan mencegah terjadinya
perluasan masalah, maka alat ini mempunyai batasan masalah sebagai berikut:
3
1.
Alat bekerja pada tegangan AC 220V / 50Hz dan 1 fasa.
2.
Alat disimulasikan dan diaplikasikan pada miniatur.
3.
Menggunakan sensor gerak KC778B sebagai pendeteksi gerakan.
4.
Menggunakan sensor asap MQ2 dan sensor suhu LM35 sebagai
pendeteksi adanya kebakaran atau api.
5.
Menggunakan 2 unit modul Xbee 60mW sebagai media komunikasi
data antara mikro dan PC.
6.
Menggunakan microcontroller ATMEGA16 sebagai pengontrol utama
system.
7.
Menggunakan kamera AV untuk pengambilan gambar visual.
8.
Gambar video ditransmisikan melalui AV video sender
9.
Menggunakan USB TV tuner dan video receiver sebagai pemroses
hasil gambar yang ditampilkan pada PC.
1.4.
Tujuan
Tujuan dari perancangan alat ini adalah untuk menghasilkan perangkat
keras sistem pengamanan rumah jarak jauh dengan mendeteksi gerakan dan
indikasi kebakaran serta informasi secara visual yang dapat dipantau jarak jauh.
1.5.
Sistematika Pembahasan
Pada sistematika pembahasan Laporan Akhir ini, perinciannya adalah
sebagai berikut :
BAB I Pendahuluan
4
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 serial, Xbee,
sensor asap, sensor suhu,kamera dan transmitter/receiver video.
BAB III Perencanaan
Bab ini membahas tentang perencanaan serta pembuatan hardware pada
alat yang dirancang, misalnya nilai komponen yang dipakai, hubungan masingmasing komponen dan lain sebagainya.
BAB IV Pengujian dan Analisa
Bab ini membahas tentang pengujian hardware serta pembahasan
mengenai hasil pengujian tersebut per blok sistem.
BAB V Penutup
Bab ini membahas tentang kesimpulan dan saran terhadap laporan akhir
untuk pengembangan menjadi sistem yang lebih sempurna.
5
RANCANG BANGUN SISTEM PEMANTAU KEAMANAN RUMAH
NIRKABEL BERBASIS TEKNOLOGI ZIGBEE : HARDWARE
TUGAS AKHIR
Disusun oleh :
CHANO PAMUNTJAK
NIM : 08530027
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2015
LEMBAR PERSETUJUAN
RANCANG BANGUN SISTEM PEMANTAU KEAMANAN RUMAH
NIRKABEL BERBASIS TEKNOLOGI ZIGBEE : HARDWARE
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)
Teknik ElektroUniversitas Muhammadiyah Malang
DisusunOleh :
Chano Pamuntjak
08530027
Diperiksa Dan DisetujuiOleh :
Pembimbing I
Pembimbing II
Machmud E ST, MEng
NIP:10802030363
Dr.Ir. LailisSyafa’ah, MT
NIP: 10890090189
ii
LEMBAR PENGESAHAN
RANCANG BANGUN SISTEM PEMANTAU KEAMANAN RUMAH
NIRKABEL BERBASIS TEKNOLOGI ZIGBEE : HARDWARE
TugasAkhirInidisusununtukmemenuhisalahsatusyaratmemperolehgelarSarjana (S1)
UniversitasMuhammadiyah Malang
DisusunOleh :
ChanoPamuntjak
NIM : 08530027
TanggalUjian : 5 Mei 2015
Machmud E ST, MEng
NIP:10802030363
Pembimbing I
Dr.Ir. LailisSyafa’ah, MT
NIP: 10890090189
Pembimbing II
Ir. NurAlifMardiyah, MT
NIP: 10892030257
Penguji I
Penguji II
Ir Nur Kasan,MT
NIP:10893030293
Mengetahui
KetuaJurusan
Ir. NurAlifMardiyah, MT
NIP: 10892030257
iii
SURAT PERNYATAAN
Yang bertandatangan di bawahini :
Nama :ChanoPamuntjak
TempatTanggalLahir :Banyuwangi, 03 juni 1990
NIM : 08530027
Fakultas / Jurusan :Teknik / Elektro
Menyatakanbahwatugasakhirsaya yang berjudulRANCANG BANGUN SISTEM
PEMANTAU KEAMANAN RUMAH NIRKABEL BERBASIS TEKNOLOGI
ZIGBEE
:
Adalahbukanmerupakankaryatulis
HARDWARE.
baiksebagianmaupunkeseluruhan,
telahsayasebutkansumbernya.
orang
kecualidalambentukkutipan
lain,
yang
Demikiansuratpernyataaninisayabuatdengansebenar-
benaryadanapabilapernyataaninitidakbenar, kami bersediamendapatsanksi akademis.
Malang,
Yang menyatakan
ChanoPamuntjak
Mengetahui
Pembimbing I
Pembimbing II
Machmud E ST, MEng
NIP:10802030363
Dr.Ir. LailisSyafa’ah, MT
NIP: 10890090189
iv
ABSTRAKS
Sistem perancangan keamanan rumah berbasis teknologi Zigbee. Alat ini
dimanfaatkan sebagai sistem pengaman rumah maupun gedung oleh suatu perusahaan
perangkat keras terdiri atas 4 buah sensor diantaranya sensor PIR (Passive Infrared) yang
berfungsi sebagai sensor gerak, LM35 yang berfungsi sebagai mendeteksi suhu panas, MQ2
sebagai sensor asap, untuk mengetahui berapa menit tingkat polusi yang terjadi, Limitt switch
yang dipasang di tiap-tiap jendela atau pintu rumah. Kemudian Buzzer sebagai tanda
peringatan bagi pengguna.Sensor-sensor tersebut efektif bagi keamanan rumah dari tindak
pencurian dan gangguan dari orang-orang yang tidak bertanggung jawab. Sistem pemrosesan
data menggunakan IC Mikrokontloler Atmega 16 dan Zigbee sebagai pengirim sinyalnya.
pengotrol utama Atmega 16 yang bertugas mengamati perubahan sensor yang ditanganinya
Pada kondisi salah satu sensor aktif, maka mikrokontroller Atmega16 mengirimkan informasi
yang dipancar melalui pemancar data zigbee ke bagian penerima dan selanjutnya
mengaktifkan kamera dan video transmitter untuk mengambil dan mengirim gambar
sehingga informasi dan kejadian dapat diamati oleh bagian penerima. Pada bagian penerima
terdiri dari video receiver dan PC yang berfungsi menampilkan gambar hasil pemantauan
kamera pada bagian pengirim. Bagian lainnya zigbee modul yang berfungsi membaca hasil
pengiriman informasi yang dikirimkan dari pemancar.
Kata kunci: Sistem pengaman, Wireless, Zigbee
v
ABSTRACT
System design of ZigBee technology-based home security. This tool is used as
a home security system or the building by a hardware company consists of four
pieces of sensors including sensors PIR (Passive Infrared) that serves as a motion
sensor, LM35 which serves as detecting heat, MQ2 as smoke sensors, to determine
how many minutes level pollution occurs, Limitt switch mounted on each window or
door. Then Buzzer as a warning sign for the pengguna.Sensor-effective sensor for
home security from theft and interference from people who are not responsible. Data
processing systems using IC Mikrokontloler Atmega 16 and Zigbee as the sender
signal. The main pengotrol tasked Atmega 16 sensors observed changes are handled
On the condition of one of the active sensors, the microcontroller ATmega16
dipancar transmit information via ZigBee data transmitter to the receiver and then
activate the camera and video transmitter to take and send pictures so that information
and events can be observed the receiver section. In the receiver section consists of a
receiver and a PC video function displays images on a camera monitoring the results
of the sender. Other parts ZigBee module serves to read the results of the
transmission of information that is sent from the transmitter.
Keywords: security system, Wireless, Zigbee
vi
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.
Segala puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan
rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan hasil Tugas Akhir
ini. Shalawat serta salam tak lupa penulis panjatkan kepada seorang revolusioner
besar sepanjang sejarah peradaban manusia yaitu junjungan kita Nabi Muhammad
SAW yang telah memberikan pencerahan di muka bumi ini.
Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi S1
Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang. Tugas Akhir yang
berjudul “RANCANG BANGUN SISTEM PEMANTAU KEAMANAN RUMAH
NIRKABEL BERBASIS TEKNOLOGI ZIGBEE : HARDWARE”. Ini masih
jauh dari kesempurnaan, namun penulis tetap berharap ada sebuah itikat baik bagi
pembaca untuk lebih mengembangkan Tugas Akhir ini dengan aplikasi yang variatif
dan semoga tulisan ini bermanfaat bagi semuanya.
Selama proses penyusunan skripsi ini banyak hal yang menjadi kendala dan
rintangan, tetapi dengan bantuan berbagai pihak Alhamdulillah telah terselesaikan
satu kewajiban penulis sebagai Mahasiswa Universitas Muhammadiyah Malang.
Ucapan terima kasih tidak lupa penulis haturkan kepada pihak-pihak yang telah
membantu dalam proses penyusunan laporan ini sehingga dapat dijadikan bahan
untuk pengembangan diri dalam mengikuti perkembangan teknologi pada saat ini,
antara lain:
1. Ir. Nur Alif Mardiyah, MT, dan Machmud Effendy, ST. M.Eng selaku Kepala
Jurusan dan Skretaris Jurusan Elektro.
2. Bapak Machmud E ST, MEng selaku Dosen Pembimbing II terima kasih
penulis haturkan atas saran, kritik dan bimbingannya.
3. Ibu Dr.Ir.Lailis Syafa’ah, MT selaku Dosen Pembimbing I dan ucapan terima
kasih yang sebesar-besarnya atas ilmu dan bimbingannya.
vii
4. Kedua Orang tua yang telah banyak membantu melalui do’a, materi dan
supportnya, saya mengucapkan terima kasih yang tak terhingga.
5. Andi W, Galuh Y.W, Maulana B,Trisia Daniyati A.Sdan Teman-teman
elektro khususnya angkatan 2008 kelas A yang tak dapat disebutkan namanya
satu persatu
Masih banyak pihak-pihakyang tidak penulis sebutkan dalam proses
penyusunan laporan ini, semoga apa yang telah di berikan tercatat sebagai
amal ibadah Amien.
Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatu.
Malang,5 Mei 2015
Penyusun
viii
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ................................................................................................. i
LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................. ii
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ iii
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN ............................................................... iv
ABSTRAKSI ..........................................................................................................v
ABSTRACT .......................................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ........................................................................................ vii
DAFTAR ISI ........................................................................................................ ix
DAFTAR GAMBAR ...............................................................................................
DAFTAR TABEL ...................................................................................................
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang ..........................................................................................1
1.2
Rumusan Masalah ......................................................................................3
1.3
Batasan Masalah ........................................................................................3
1.4
Tujuan ........................................................................................................4
1.5
Sistematika Pembahasan ............................................................................4
BAB II LANDASAN TEORI
2.1
Sistem Wireless ..........................................................................................6
2.2
Teknologi Zigbee ......................................................................................7
ix
2.2.1 Karakteristik Zigbee .........................................................................8
2.2.2 Aplikasi Zigbee ......................................................................................9
2.2.3 XBee Pro ................................................................................................9
2.3
Sensor Suhu LM35 ..................................................................................10
2.4
Pemakaian Op-Amp sebagai pengkondisi sinyal .....................................12
2.4.1
Penguat membalik ............................................................................12
2.5
Sensor Asap MQ2 ....................................................................................13
2.6
Mikrokontroller ATMEGA16 ..................................................................15
2.6.1 Konfigurasi pin-pin ATMEGA16 ........................................................16
2.7
Sensor Gerak PIR (Passive Infra Red).....................................................18
2.8
Rangkaian Sensor Gerak ..........................................................................19
2.9
Transistor .................................................................................................20
2.9.1 Karakteristik Transistor ..................................................................21
2.10 Buzzer ......................................................................................................23
BAB III PERANCANGAN SISTEM
3.1
Perangkat Keras Hardware .......................................................................26
3.1.1 Perancangan Sensor Suhu LM35 dan Pengkondisian Sinyal .........27
3.1.2 Perancangan Sensor MQ2 dan Pengkondisian Sinyal ....................29
3.1.3 Perancangan Sensor Gerak (PIR)....................................................31
3.1.4 Perancangan Rangkaian Limitswitch ..............................................33
3.1.5 Perancangan Rangkaian Buzzer ......................................................34
3.1.6 Perancangan Mekanik Rumah ........................................................36
x
BAB IV HASIL DAN ANALISA
4.1 Pengujian Video Sender dan Reciever ....................................................39
4.2 Pengukuran Sensor Suhu LM35 ................................................................41
4.3 Pengujian sensor gerak PIR (Passive Infrared) .........................................43
4.4 Pengujian Buzzer .......................................................................................45
4.5 Penguji Kesulurahan..................................................................................46
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan..........................................................................................51
5.2 Saran ....................................................................................................52
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... xix
LAMPIRAN ........................................................................................................ xxi
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 : Arsitektur jaringan sensor nirkabel secara umum ......................... 7
Gambar 2.2 : Ilustrasi prinsip kerja modul XBee ............................................... 10
Gambar 2.3 : Modul X Bee Pro .......................................................................... 10
Gambar 2.4 : Rangkaian Sensor suhu LM35 ...................................................... 11
Gambar 2.5 : Konfigurasi pin dan kemasan LM35 ............................................. 11
Gambar 2.6 : Konfigurasi LM35 ......................................................................... 11
Gambar 2.7 : Penguat membalik ......................................................................... 12
Gambar 2.8 : karakteristik Sensor MQ2 ............................................................. 13
Gambar 2.9 : Rangkaian Sensor MQ2 ................................................................ 14
Gambar 2.10 : Rangkaian Sensor MQ2 ............................................................... 14
Gambar 2.11 : Kemasan Sensor MQ2.................................................................. 15
Gambar 2.12 : Konfigurasi pin AVR ATMEGA16 ............................................. 16
Gambar 2.13 : Dimensi Fisik Sensor PIR ............................................................ 19
Gambar 2.14 : Rangkaian Sensor Gerak .............................................................. 20
Gambar 2.15 : Simbol Transistor ......................................................................... 21
Gambar 2.16 :Tiga daerah Transistor................................................................... 22
Gambar 2.17 : Kurva Karakteristik Transistor ................................................... 22
Gambar 2.18 : Karakteristik respon bunyi Buzzer ............................................. 23
Gambar 2.19 : Bentuk Fisik Buzzer ................................................................... 23
Gambar 3.1 : Diagram Blok pemancar .............................................................. 25
Gambar 3.2 : Diagram Blok penerima ............................................................... 26
xii
Gambar 3.3 : Mikrokontroler ATMega16.......................................................... 27
Gambar 3.4 : Diagram pengkondisi sinyal ......................................................... 28
Gambar 3.5 : Rangkaian pengkondisi sinyal LM35 .......................................... 29
Gambar 3.6 : Sensor MQ2 dan pengkondisi sinyal............................................ 30
Gambar 3.7 : Rangkaian sensor gerakPIR Modul.............................................. 32
Gambar 3.8 : Dimensi Fisik Sensor PIR .............................................................. 32
Gambar 3.9 : Rangkaian Limit Switch................................................................. 33
Gambar 3.10: Rangkaian driver buzzer ................................................................ 34
Gambar 3.11 : Desain konstruksi mekanik ............................................................... 36
Gambar 4.1 : Diagram pengujian video sender ........................................................ 39
Gambar 4.2 : Hasil uji video sender pada jarak
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Rumah merupakan kebutuhan sekunder manusia dalam kehidupan sehari-
hari. Rumah merupakan sebuah bangunan tempat manusia tinggal dan
melangsungkan kehidupannya. Rumah adalah tempat berlindung dari kondisi
cuaca maupun untuk kegiatan-kegiatan lainnya. Rumah juga berfungsi sebagai
tempat perlindungan, untuk menikmati kehidupan dan bergembira bersama
keluarga. Selanjutnya, rumah berkembang menjadi gaya hidup yang menunjukkan
tingkat social seseorang maupun sebagai aset yang berharga.
Untuk memenuhi fungsi dan kebutuhan manusia, rumah dilengkapi
dengan bermacam benda atau perlengkapannya. Rumah diisi dengan barangbarang berharga atau yang memiliki nilai jual. Hal ini menyebabkan rumah
memiliki tingkat resiko keamanan dari pencurian, terutama saat rumah tersebut di
tinggalkan penghuninya. Hal ini di karenakan manusia yang tinggal di suatu
rumah juga harus melakukan aktivitas lain misalnya bekerja, bepergian keluar
kota, saat merayakan hari-hari raya keagamaan dan lain-lain. Salah satu bentuk
kejahatan pencurian yang banyak mendapatkan perhatian adalah kasus pencurian
yang terjadi di kawasan tempat tinggal atau
1
perumahan (Delia RP, 2009). Berdasarkan data Polda Metro Jaya, kasus pencurian
di rumah kosong tiap tahun cendrung meningkat. Pada tahun 2010 kejahatan
tersebut mencapai 174 kejadian, sedangkan tahun 2011 naik menjadi 187 kejadian
Mulai H-7 sampai hari kedua lebaran terjadi 900 kasus pencurian di seluruh
Indonesia.
Berbagai upaya untuk mengamankan rumah telah dilakukan. Salah satunya
adalah kegiatan penelitian atau rancang bangun sistem keamanan. Hal ini
dilakukan dengan memanfaatkan perkembangan teknologi komunikasi. Di sisi
lain, salah satu perkembangan teknologi komunikasi adalah teknologi nirkabel.
Teknologi ini memungkinkan bagi pengguna untuk menghubungkan dua
perangkat telekomunikasi atau lebih tanpa menggunakan media kabel. Tekonologi
nirkabel ini termasuk dalam teknologi berbasis digital. Perkembangan teknologi
ini dapat diaplikasikan pada sistem keamanan rumah. Dengan penerapan
teknologi ini maka keamanan rumah dapat terjaga serta dapat turut menekan
angka pencurian.
Perkembangan teknologi lainnya adalah protocol Zigbee. ZigBee adalah
spesifikasi untuk jaringan protokol komunikasi tingkat tinggi, menggunakan radio
digital berukuran kecil dengan daya rendah, dan berbasis pada standar IEEE
802.15.4 untuk
jaringan
personal
nirkabel tingkat
rendah,
seperti
saklar
lampu nirkabel , alat pengukur listrik, serta perangkat-perangkat elektronik
lainnya yang menggunakan jaringan radio jarak dekat dengan daya transfer data
tingkat rendah (Winardi, 2013).
2
Berdasarkan uraian latar belakang di atas maka perlu dilakukan penelitian
rancang bangun system pemantauan keamanan rumah nirkabel berbasis
teknologin Zigbee. Penelitian dilakukan dengan merancang, membuat dan
melakukan pengujian terhadap kinerja sistem keamanan tersebut. Zigbee akan
digunakan sebagai protocol untuk di aplikasikan sebagai jaringan komunikasi
yang terhubung dengan sensor-sensor. Sensor-sensor ini
akan dihubungkan
dengan peralatan-peralatan dalam rumah atau dalam ruangan seperti lampu,
kamera dan lain-lain.
1.2.
Rumusan Masalah
Dengan memperhatikan Latar belakang di atas, maka Rumusan Masalah di
titik beratkan pada :
1.
Bagaimana merancang perangkat keras untuk komunikasi jarak jauh
nirkabel berbasis modul Xbee.
2.
Bagaimana merancang rangkaian sensor gerak untuk mengetahui
adanya gerakan didalam ruangan.
3.
Bagaimana merancang rangkaian sensor untuk mengetahui adanya
indikasi kebakaran didalam ruangan.
4.
Bagaimana merancang perangkat keras untuk memonitor gambar dan
suara secara visual jarak jauh melalui kamera.
5.
1.3.
Bagaimana menguji sistem untuk mengetahui unjuk kerja pada alat.
Batasan Masalah
Dikarenakan adanya berbagai keterbatasan dan mencegah terjadinya
perluasan masalah, maka alat ini mempunyai batasan masalah sebagai berikut:
3
1.
Alat bekerja pada tegangan AC 220V / 50Hz dan 1 fasa.
2.
Alat disimulasikan dan diaplikasikan pada miniatur.
3.
Menggunakan sensor gerak KC778B sebagai pendeteksi gerakan.
4.
Menggunakan sensor asap MQ2 dan sensor suhu LM35 sebagai
pendeteksi adanya kebakaran atau api.
5.
Menggunakan 2 unit modul Xbee 60mW sebagai media komunikasi
data antara mikro dan PC.
6.
Menggunakan microcontroller ATMEGA16 sebagai pengontrol utama
system.
7.
Menggunakan kamera AV untuk pengambilan gambar visual.
8.
Gambar video ditransmisikan melalui AV video sender
9.
Menggunakan USB TV tuner dan video receiver sebagai pemroses
hasil gambar yang ditampilkan pada PC.
1.4.
Tujuan
Tujuan dari perancangan alat ini adalah untuk menghasilkan perangkat
keras sistem pengamanan rumah jarak jauh dengan mendeteksi gerakan dan
indikasi kebakaran serta informasi secara visual yang dapat dipantau jarak jauh.
1.5.
Sistematika Pembahasan
Pada sistematika pembahasan Laporan Akhir ini, perinciannya adalah
sebagai berikut :
BAB I Pendahuluan
4
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 serial, Xbee,
sensor asap, sensor suhu,kamera dan transmitter/receiver video.
BAB III Perencanaan
Bab ini membahas tentang perencanaan serta pembuatan hardware pada
alat yang dirancang, misalnya nilai komponen yang dipakai, hubungan masingmasing komponen dan lain sebagainya.
BAB IV Pengujian dan Analisa
Bab ini membahas tentang pengujian hardware serta pembahasan
mengenai hasil pengujian tersebut per blok sistem.
BAB V Penutup
Bab ini membahas tentang kesimpulan dan saran terhadap laporan akhir
untuk pengembangan menjadi sistem yang lebih sempurna.
5
RANCANG BANGUN SISTEM PEMANTAU KEAMANAN RUMAH
NIRKABEL BERBASIS TEKNOLOGI ZIGBEE : HARDWARE
TUGAS AKHIR
Disusun oleh :
CHANO PAMUNTJAK
NIM : 08530027
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2015
LEMBAR PERSETUJUAN
RANCANG BANGUN SISTEM PEMANTAU KEAMANAN RUMAH
NIRKABEL BERBASIS TEKNOLOGI ZIGBEE : HARDWARE
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)
Teknik ElektroUniversitas Muhammadiyah Malang
DisusunOleh :
Chano Pamuntjak
08530027
Diperiksa Dan DisetujuiOleh :
Pembimbing I
Pembimbing II
Machmud E ST, MEng
NIP:10802030363
Dr.Ir. LailisSyafa’ah, MT
NIP: 10890090189
ii
LEMBAR PENGESAHAN
RANCANG BANGUN SISTEM PEMANTAU KEAMANAN RUMAH
NIRKABEL BERBASIS TEKNOLOGI ZIGBEE : HARDWARE
TugasAkhirInidisusununtukmemenuhisalahsatusyaratmemperolehgelarSarjana (S1)
UniversitasMuhammadiyah Malang
DisusunOleh :
ChanoPamuntjak
NIM : 08530027
TanggalUjian : 5 Mei 2015
Machmud E ST, MEng
NIP:10802030363
Pembimbing I
Dr.Ir. LailisSyafa’ah, MT
NIP: 10890090189
Pembimbing II
Ir. NurAlifMardiyah, MT
NIP: 10892030257
Penguji I
Penguji II
Ir Nur Kasan,MT
NIP:10893030293
Mengetahui
KetuaJurusan
Ir. NurAlifMardiyah, MT
NIP: 10892030257
iii
SURAT PERNYATAAN
Yang bertandatangan di bawahini :
Nama :ChanoPamuntjak
TempatTanggalLahir :Banyuwangi, 03 juni 1990
NIM : 08530027
Fakultas / Jurusan :Teknik / Elektro
Menyatakanbahwatugasakhirsaya yang berjudulRANCANG BANGUN SISTEM
PEMANTAU KEAMANAN RUMAH NIRKABEL BERBASIS TEKNOLOGI
ZIGBEE
:
Adalahbukanmerupakankaryatulis
HARDWARE.
baiksebagianmaupunkeseluruhan,
telahsayasebutkansumbernya.
orang
kecualidalambentukkutipan
lain,
yang
Demikiansuratpernyataaninisayabuatdengansebenar-
benaryadanapabilapernyataaninitidakbenar, kami bersediamendapatsanksi akademis.
Malang,
Yang menyatakan
ChanoPamuntjak
Mengetahui
Pembimbing I
Pembimbing II
Machmud E ST, MEng
NIP:10802030363
Dr.Ir. LailisSyafa’ah, MT
NIP: 10890090189
iv
ABSTRAKS
Sistem perancangan keamanan rumah berbasis teknologi Zigbee. Alat ini
dimanfaatkan sebagai sistem pengaman rumah maupun gedung oleh suatu perusahaan
perangkat keras terdiri atas 4 buah sensor diantaranya sensor PIR (Passive Infrared) yang
berfungsi sebagai sensor gerak, LM35 yang berfungsi sebagai mendeteksi suhu panas, MQ2
sebagai sensor asap, untuk mengetahui berapa menit tingkat polusi yang terjadi, Limitt switch
yang dipasang di tiap-tiap jendela atau pintu rumah. Kemudian Buzzer sebagai tanda
peringatan bagi pengguna.Sensor-sensor tersebut efektif bagi keamanan rumah dari tindak
pencurian dan gangguan dari orang-orang yang tidak bertanggung jawab. Sistem pemrosesan
data menggunakan IC Mikrokontloler Atmega 16 dan Zigbee sebagai pengirim sinyalnya.
pengotrol utama Atmega 16 yang bertugas mengamati perubahan sensor yang ditanganinya
Pada kondisi salah satu sensor aktif, maka mikrokontroller Atmega16 mengirimkan informasi
yang dipancar melalui pemancar data zigbee ke bagian penerima dan selanjutnya
mengaktifkan kamera dan video transmitter untuk mengambil dan mengirim gambar
sehingga informasi dan kejadian dapat diamati oleh bagian penerima. Pada bagian penerima
terdiri dari video receiver dan PC yang berfungsi menampilkan gambar hasil pemantauan
kamera pada bagian pengirim. Bagian lainnya zigbee modul yang berfungsi membaca hasil
pengiriman informasi yang dikirimkan dari pemancar.
Kata kunci: Sistem pengaman, Wireless, Zigbee
v
ABSTRACT
System design of ZigBee technology-based home security. This tool is used as
a home security system or the building by a hardware company consists of four
pieces of sensors including sensors PIR (Passive Infrared) that serves as a motion
sensor, LM35 which serves as detecting heat, MQ2 as smoke sensors, to determine
how many minutes level pollution occurs, Limitt switch mounted on each window or
door. Then Buzzer as a warning sign for the pengguna.Sensor-effective sensor for
home security from theft and interference from people who are not responsible. Data
processing systems using IC Mikrokontloler Atmega 16 and Zigbee as the sender
signal. The main pengotrol tasked Atmega 16 sensors observed changes are handled
On the condition of one of the active sensors, the microcontroller ATmega16
dipancar transmit information via ZigBee data transmitter to the receiver and then
activate the camera and video transmitter to take and send pictures so that information
and events can be observed the receiver section. In the receiver section consists of a
receiver and a PC video function displays images on a camera monitoring the results
of the sender. Other parts ZigBee module serves to read the results of the
transmission of information that is sent from the transmitter.
Keywords: security system, Wireless, Zigbee
vi
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.
Segala puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan
rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan hasil Tugas Akhir
ini. Shalawat serta salam tak lupa penulis panjatkan kepada seorang revolusioner
besar sepanjang sejarah peradaban manusia yaitu junjungan kita Nabi Muhammad
SAW yang telah memberikan pencerahan di muka bumi ini.
Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi S1
Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang. Tugas Akhir yang
berjudul “RANCANG BANGUN SISTEM PEMANTAU KEAMANAN RUMAH
NIRKABEL BERBASIS TEKNOLOGI ZIGBEE : HARDWARE”. Ini masih
jauh dari kesempurnaan, namun penulis tetap berharap ada sebuah itikat baik bagi
pembaca untuk lebih mengembangkan Tugas Akhir ini dengan aplikasi yang variatif
dan semoga tulisan ini bermanfaat bagi semuanya.
Selama proses penyusunan skripsi ini banyak hal yang menjadi kendala dan
rintangan, tetapi dengan bantuan berbagai pihak Alhamdulillah telah terselesaikan
satu kewajiban penulis sebagai Mahasiswa Universitas Muhammadiyah Malang.
Ucapan terima kasih tidak lupa penulis haturkan kepada pihak-pihak yang telah
membantu dalam proses penyusunan laporan ini sehingga dapat dijadikan bahan
untuk pengembangan diri dalam mengikuti perkembangan teknologi pada saat ini,
antara lain:
1. Ir. Nur Alif Mardiyah, MT, dan Machmud Effendy, ST. M.Eng selaku Kepala
Jurusan dan Skretaris Jurusan Elektro.
2. Bapak Machmud E ST, MEng selaku Dosen Pembimbing II terima kasih
penulis haturkan atas saran, kritik dan bimbingannya.
3. Ibu Dr.Ir.Lailis Syafa’ah, MT selaku Dosen Pembimbing I dan ucapan terima
kasih yang sebesar-besarnya atas ilmu dan bimbingannya.
vii
4. Kedua Orang tua yang telah banyak membantu melalui do’a, materi dan
supportnya, saya mengucapkan terima kasih yang tak terhingga.
5. Andi W, Galuh Y.W, Maulana B,Trisia Daniyati A.Sdan Teman-teman
elektro khususnya angkatan 2008 kelas A yang tak dapat disebutkan namanya
satu persatu
Masih banyak pihak-pihakyang tidak penulis sebutkan dalam proses
penyusunan laporan ini, semoga apa yang telah di berikan tercatat sebagai
amal ibadah Amien.
Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatu.
Malang,5 Mei 2015
Penyusun
viii
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ................................................................................................. i
LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................. ii
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ iii
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN ............................................................... iv
ABSTRAKSI ..........................................................................................................v
ABSTRACT .......................................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ........................................................................................ vii
DAFTAR ISI ........................................................................................................ ix
DAFTAR GAMBAR ...............................................................................................
DAFTAR TABEL ...................................................................................................
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang ..........................................................................................1
1.2
Rumusan Masalah ......................................................................................3
1.3
Batasan Masalah ........................................................................................3
1.4
Tujuan ........................................................................................................4
1.5
Sistematika Pembahasan ............................................................................4
BAB II LANDASAN TEORI
2.1
Sistem Wireless ..........................................................................................6
2.2
Teknologi Zigbee ......................................................................................7
ix
2.2.1 Karakteristik Zigbee .........................................................................8
2.2.2 Aplikasi Zigbee ......................................................................................9
2.2.3 XBee Pro ................................................................................................9
2.3
Sensor Suhu LM35 ..................................................................................10
2.4
Pemakaian Op-Amp sebagai pengkondisi sinyal .....................................12
2.4.1
Penguat membalik ............................................................................12
2.5
Sensor Asap MQ2 ....................................................................................13
2.6
Mikrokontroller ATMEGA16 ..................................................................15
2.6.1 Konfigurasi pin-pin ATMEGA16 ........................................................16
2.7
Sensor Gerak PIR (Passive Infra Red).....................................................18
2.8
Rangkaian Sensor Gerak ..........................................................................19
2.9
Transistor .................................................................................................20
2.9.1 Karakteristik Transistor ..................................................................21
2.10 Buzzer ......................................................................................................23
BAB III PERANCANGAN SISTEM
3.1
Perangkat Keras Hardware .......................................................................26
3.1.1 Perancangan Sensor Suhu LM35 dan Pengkondisian Sinyal .........27
3.1.2 Perancangan Sensor MQ2 dan Pengkondisian Sinyal ....................29
3.1.3 Perancangan Sensor Gerak (PIR)....................................................31
3.1.4 Perancangan Rangkaian Limitswitch ..............................................33
3.1.5 Perancangan Rangkaian Buzzer ......................................................34
3.1.6 Perancangan Mekanik Rumah ........................................................36
x
BAB IV HASIL DAN ANALISA
4.1 Pengujian Video Sender dan Reciever ....................................................39
4.2 Pengukuran Sensor Suhu LM35 ................................................................41
4.3 Pengujian sensor gerak PIR (Passive Infrared) .........................................43
4.4 Pengujian Buzzer .......................................................................................45
4.5 Penguji Kesulurahan..................................................................................46
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan..........................................................................................51
5.2 Saran ....................................................................................................52
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... xix
LAMPIRAN ........................................................................................................ xxi
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 : Arsitektur jaringan sensor nirkabel secara umum ......................... 7
Gambar 2.2 : Ilustrasi prinsip kerja modul XBee ............................................... 10
Gambar 2.3 : Modul X Bee Pro .......................................................................... 10
Gambar 2.4 : Rangkaian Sensor suhu LM35 ...................................................... 11
Gambar 2.5 : Konfigurasi pin dan kemasan LM35 ............................................. 11
Gambar 2.6 : Konfigurasi LM35 ......................................................................... 11
Gambar 2.7 : Penguat membalik ......................................................................... 12
Gambar 2.8 : karakteristik Sensor MQ2 ............................................................. 13
Gambar 2.9 : Rangkaian Sensor MQ2 ................................................................ 14
Gambar 2.10 : Rangkaian Sensor MQ2 ............................................................... 14
Gambar 2.11 : Kemasan Sensor MQ2.................................................................. 15
Gambar 2.12 : Konfigurasi pin AVR ATMEGA16 ............................................. 16
Gambar 2.13 : Dimensi Fisik Sensor PIR ............................................................ 19
Gambar 2.14 : Rangkaian Sensor Gerak .............................................................. 20
Gambar 2.15 : Simbol Transistor ......................................................................... 21
Gambar 2.16 :Tiga daerah Transistor................................................................... 22
Gambar 2.17 : Kurva Karakteristik Transistor ................................................... 22
Gambar 2.18 : Karakteristik respon bunyi Buzzer ............................................. 23
Gambar 2.19 : Bentuk Fisik Buzzer ................................................................... 23
Gambar 3.1 : Diagram Blok pemancar .............................................................. 25
Gambar 3.2 : Diagram Blok penerima ............................................................... 26
xii
Gambar 3.3 : Mikrokontroler ATMega16.......................................................... 27
Gambar 3.4 : Diagram pengkondisi sinyal ......................................................... 28
Gambar 3.5 : Rangkaian pengkondisi sinyal LM35 .......................................... 29
Gambar 3.6 : Sensor MQ2 dan pengkondisi sinyal............................................ 30
Gambar 3.7 : Rangkaian sensor gerakPIR Modul.............................................. 32
Gambar 3.8 : Dimensi Fisik Sensor PIR .............................................................. 32
Gambar 3.9 : Rangkaian Limit Switch................................................................. 33
Gambar 3.10: Rangkaian driver buzzer ................................................................ 34
Gambar 3.11 : Desain konstruksi mekanik ............................................................... 36
Gambar 4.1 : Diagram pengujian video sender ........................................................ 39
Gambar 4.2 : Hasil uji video sender pada jarak