PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGONTROL PERALATAN LISTRIK JARAK JAUH DILENGKAPI PENJAWAB SUARA MELALUI PANGGILAN TELEPON (Software)

i

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGONTROL

PERALATAN LISTRIK JARAK JAUH DILENGKAPI

PENJAWAB SUARA MELALUI PANGGILAN TELEPON

(Software)

SKRIPSI

Disusun Oleh :

Gigih Prasetya

201110130311042

JURUSAN ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2016

iii

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

(Software)

”

Di dalam tulisan ini disajikan pokok-pokok bahasan yang meliputi komunikasi serial pada modem, pembacaan tombol keypad pada handphone 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, 26 Juli 2016

iv DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL ... i

LEMBAR PERSETUJUAN ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

LEMBAR PERNYATAAN ... iv

ABSTRAKSI ... v

ABSTRACT ... vi

LEMBAR PERSEMBAHAN ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR GAMBAR ... xiii

DAFTAR TABEL ... xv

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 3

1.4 Tujuan ... 3

1.5 Penulisan Skripsi ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6

v

2.1.1 Atmega128 ... 6

2.1.2 Timer dan counter pada avr atmega128 ... 7

2.1.3 Internal analog to digitalconverter (ADC) atmega128 ... 10

2.1.4 Konfigurasi port MCU atmega128 ... 11

2.2 Modem Wavecom M1306B ... 14

2.3 RS 232 Converter ... 17

2.4 Full bridge inverter ... 17

2.5 Voice Play Isd 4002-120P ... 21

2.5.1 Pemilihan Mode Isd 4002 ... 22

2.5.2 Konfigurasi Pin Isd 25120... 23

2.6 Short Message Service (SMS) ... 25

2.6.1 Karakteristik SMS ... 25

2.6.2 Layanan Aplikasi SMS... 26

2.6.3 Pemrograman SMS ... 27

2.6.3.1 SMS Gateway ... 27

2.6.3.2 Bagian Pemroses ... 28

2.6.3.3 Sistem Kerja SMS ... 28

2.7 AT Command ... 28

2.7.1 Voice Call ... 28

2.7.2 AT Command SMS ... 29

2.8 Format Data SMS Pada Modem ... 30

vi

2.8.2 Mode Text Untuk Kirim SMS ke SMS Center ... 35

2.9 Bahasa Bascom AVR ... 36

2.9.1 Karakter Dalam BASCOM ... 37

2.9.2 Tipe Data ... 37

2.9.3 Variabel ... 38

2.9.4 Alias ... 39

2.9.5 Konstanta ... 39

2.9.6 Array ... 40

2.9.7 Operasi-operasi Dalam Bascom ... 40

BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 42

3.1 Tinjauan Umum ... 42

3.2 Perencanaan Software ... 42

3.2.1 Blok Diagram ... 42

3.2.2 Prinsip Kerja ... 43

3.3 Perancangan Algoritma Play ISD 4002 ... 44

3.4 Perancangan Algoritma Baca Caller Id Wavecom M1306B ... 45

3.5 Perancangan Algoritma Baca SMS Pada Modem Wavecom M1306B ... 47

3.6 Perancangan Algoritma Kirim SMS Pada Modem Wavecom M1306B ... 48

3.7 Perancangan Algoritma Pada Modem Wavecom M1306B ... 48

3.8 Perancangan Algoritma Sistem Keseluruhan ... 49

vii

PENGUJIAN ... 51

4.1 Pengujian ISD 4002-120P ... 51

4.1.1 Tujuan Pengujian ... 51

4.1.2 Peralatan Yang Digunakan ... 51

4.1.3 Langkah-langkah Pengukuran ... 51

4.1.4 Diagram Pengujian ... 51

4.1.5 Hasil Pengujian ... 54

4.1.6 Analisa Pengujian ... 55

4.2 Pengujian Komunikasi Serial Modem ... 55

4.2.1 Tujuan ... 55

4.2.2 Peralatan Yang Digunakan ... 55

4.2.3 Langkah Pengujian ... 55

4.2.4 Diagram Blok Pengujian modem ... 56

4.2.5 Hasil Pengujian Caller Id ... 56

4.2.6 Analisa ... 63

4.3 Pengujian Rangkaian DTMF ... 64

4.3.1 Tujuan Pengujian ... 64

4.3.2 Peralatan Yang Digunakan ... 64

4.3.3 Diaram Pengujian ... 64

4.3.4 Analisa Hasil ... 66

4.4 Pengujian Keseluruhan ... 67

viii

4.4.2 Peralatan Yang Digunakan ... 67

4.4.3 Langkah-langkah Pengujian ... 67

4.4.4 Data Hasil Pengujian ... 67

BAB V KESIMPULAN ... 74

5.1 Kesimpulan ... 74

5.2 Saran ... 74

DAFTAR PUSTAKA ... 76

ix

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”. J_{urnal. 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

1 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 kegiatan-kegiatan lainnya. Selanjutnya, rumah berkembang menjadi gaya hidup yang menunjukkan tingkat sosial seseorang maupun sebagai aset yang berharga. 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 dijaga 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

2 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 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 konsisi tersebut user menekan nomor atau keypad untuk memilih output yang akan dinyalakan dan 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 laporan skripsi ini adalah :

3 a. Bagaimana merancang sistem pengontrol dengan umpan balik yang

dikontrol melalui perangkat lunak mikrokontroller.

b. Bagaimana merancang perangkat lunak untuk dapat menyalakan peralatan listrik dan memantau kondisi nyala tidaknya perangkat listrik dengan detektor arus dan driver relay yang dapat dikendalikan mikrokontroller

c. Bagaimana merancang perangkat lunak untuk melakukan pemrosesan panggilan telephone melalui AT Command pada modem GSM.

d. Bagaimana merancang perangkat lunak untuk membaca kode penekanan tombol dari panggilan user, memproses suara jawaban dari ISD dan memberikan akses balik via suara ISD ke modem GSM.

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 berjumlah 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 perangkat lunak mikrokontroller d. Menggunakan modem Wavecom M1306B sebagai media pengontrol

panggilan telepon user dengan pengontrolan AT command pada perangkat lunak.

e. Menggunakan bahasa pemrograman basic dengan compiler bascom AVR.

1.4 Tujuan

Adapun penulisan skripsi ini bertujuan untuk :

a. Merancang sistem pengotrol dengan umpan balik yang dikontrol melalui mikrokontroller

4 b. Merancang perangkat lunak untuk 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 lunak agar sistem dapat beroperasi pada jaringan telephone GSM.

1.5 Penulisan Skripsi

Penulisan skripsi pada penyusunan skripsi ini perinciannya adalah sebagai berikut :

BAB I Pendahuluan

Pada 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 perangkat lunak seperti pengetahuan dasar modem, program Bascom Avr, DTMF, voice ISD dan mikrokontroller .

BAB III Perencanaan

Bab ini membahas tentang perencanaan serta pembuatan software pada alat yang dirancang, misalnya nilai komponen yang dipakai, hubungan masing-masing komponen, bahasa pemrogramaan yang digunakan, diagram alir yang dibuat dan lain sebagainya.

BAB IV Pengujian dan Analisa

Bab ini membahas tentang pengujian software pada sistem serta pembahasan mengenai hasil pengujian tersebut per blok system

5 BAB V Penutup

Bab ini membahas tentang kesimpulan dan saran terhadap laporan akhir untuk pengembangan yang lebih sempurna. menjadi sistem

1 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 kegiatan-kegiatan lainnya. Selanjutnya, rumah berkembang menjadi gaya hidup yang menunjukkan tingkat sosial seseorang maupun sebagai aset yang berharga. 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 dijaga 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

2 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 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 konsisi tersebut user menekan nomor atau keypad untuk memilih output yang akan dinyalakan dan 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 laporan skripsi ini adalah :

3 a. Bagaimana merancang sistem pengontrol dengan umpan balik yang

dikontrol melalui perangkat lunak mikrokontroller.

b. Bagaimana merancang perangkat lunak untuk dapat menyalakan peralatan listrik dan memantau kondisi nyala tidaknya perangkat listrik dengan detektor arus dan driver relay yang dapat dikendalikan mikrokontroller

c. Bagaimana merancang perangkat lunak untuk melakukan pemrosesan panggilan telephone melalui AT Command pada modem GSM.

d. Bagaimana merancang perangkat lunak untuk membaca kode penekanan tombol dari panggilan user, memproses suara jawaban dari ISD dan memberikan akses balik via suara ISD ke modem GSM.

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 berjumlah 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 perangkat lunak mikrokontroller d. Menggunakan modem Wavecom M1306B sebagai media pengontrol

panggilan telepon user dengan pengontrolan AT command pada perangkat lunak.

e. Menggunakan bahasa pemrograman basic dengan compiler bascom AVR.

1.4 Tujuan

Adapun penulisan skripsi ini bertujuan untuk :

a. Merancang sistem pengotrol dengan umpan balik yang dikontrol melalui mikrokontroller

4 b. Merancang perangkat lunak untuk 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 lunak agar sistem dapat beroperasi pada jaringan telephone GSM.

1.5 Penulisan Skripsi

Penulisan skripsi pada penyusunan skripsi ini perinciannya adalah sebagai berikut :

BAB I Pendahuluan

Pada 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 perangkat lunak seperti pengetahuan dasar modem, program Bascom Avr, DTMF, voice ISD dan mikrokontroller .

BAB III Perencanaan

Bab ini membahas tentang perencanaan serta pembuatan software pada alat yang dirancang, misalnya nilai komponen yang dipakai, hubungan masing-masing komponen, bahasa pemrogramaan yang digunakan, diagram alir yang dibuat dan lain sebagainya.

BAB IV Pengujian dan Analisa

Bab ini membahas tentang pengujian software pada sistem serta pembahasan mengenai hasil pengujian tersebut per blok system

5 BAB V Penutup

Bab ini membahas tentang kesimpulan dan saran terhadap laporan akhir untuk pengembangan yang lebih sempurna. menjadi sistem