Sistem Monitoring Ruangan Menggunakan Kamera Webcam Tipe SF-1007 Berbasis Rangkaian Elektronik Arduino
SISTEM MONITORING RUANGAN MENGGUNAKAN
KAMERA WEBCAM TIPE SF-1007 BERBASIS
RANGKAIAN ELEKTRONIK ARDUINO
LAPORAN TUGAS AKHIR
Oleh:
DEWI CITRA MANURUNG
092408027
PROGRAM STUDI D3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
1
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: SISTEM MONITORING RUANGAN MENGGUNAKAN
KAMERA
WEBCAM
TIPE
SF-1007
BERBASIS
RANGKAIAN
ELEKTRONIK ARDUINO.
Kategori
: LAPORAN TUGAS AKHIR
Nama
: DEWI CITRA MANURUNG
No.Induk Mahasiswa : 092408027
Program Studi
: D3 FISIKA
Departemen
: FISIKA
Fakultas
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
(FMIPA)
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.
Diluluskan di
Medan, 01 Juli 2012
Diketahui/ Disetujui oleh
Ketua Program Studi D3 Fisika
Pembimbing
(Dr.Susilawati M.Si)
(Dr.KeristaTarigan,M.Eng.Sc)
NIP.197412072000122001
NIP. 196002031986011001
2
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
SISTEM MONITORING RUANGAN MENGGUNAKAN
KAMERA WEBCAM TIPE SF-1007 BERBASIS RANGKAIAN
ELEKTRONIK ARDUINO
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa Laporan Tugas Akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 01 Juli 2012
Dewi Citra Manurung
092408027
3
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat
dan karuniaNya
sehinga laporan Tugas Akhir ini dengan judul “SISTEM
MONITORING RUANGAN MENGGUNAKAN KAMERA WEBCAM TIPE
SF-1007 BERBASIS RANGKAIAN ELEKTRONIK ARDUINO “, dapat
diselesaikan dengan baik.
Laporan ini disusun sesuai dengan percobaan-percobaan yang dilakukan dan
disesuaikan dengan literatur yang ada ,baik dari buku penunjang maupun internet,
sehingga berguna bagi semua orang yang akan memperoleh informasi laporan ini.
Dalam penulisan laporan ini, penulis banyak mengucapkan terimakasih kepada:
•
Bapak Dr.Sutarman,M.Sc selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
•
Ibu Dr.Marpongahtun,M.sc selaku PD-1 Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
•
Ibu Dr.Susilawati,M.Si selaku Ketua Program Studi D3 Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
•
Bapak Dr. Kerista Tarigan,M.Eng.Sc selaku
dosen pembimbing yang telah
membimbing dan mengarahkan penulis, sehingga laporan ini dapat diselesaikan
dengan baik.
•
Seluruh Dosen/Staff pengajar pada Program Studi D3 Fisika Instrumentasi.
•
Buat Bapak (N.Manurung) tersayang dan Mama (E.Silaban) tersayang yang
telah memberikan bantuan berupa dukungan moril dan materi, yang sangat
membantu penulis dalam mengerjakan laporan ini.
•
Buat Abang ku Rio Manurung,dan adek-adek ku (Desi Manurung,Nita
Manurung,Josua Manurung) yang telah memberikan motivai bagi penulis.
•
Bang Andika Siregar dan bang Waskito, yang telah membantu saya dalam
mengerjakan proyek ini.
•
Buat teman Partner ku Ardy Bernard Sinaga dan teman-teman lainnya yaitu
Natalya Silalahi, Suryani Sitorus, Bernike N Ginting, Resmando Sinulingga,
4
Universitas Sumatera Utara
Jhon M Purba, Okto H Situmorang, Harmoko Simangunsong, Jhonrisdo
Samosir, Dear Purba, Agustina, serta semua teman-teman di Fisika
Instrumentasi khususnya stambuk 2009 yang tidak dapat saya sebutkan satu
persatu yang turut mendukung dan memberi masukan, sehingga laporan proyek
ini dapat diselesaikan dengan baik.
•
Buat teman-teman satu kos ku Herawati, Ariance, Shasy, k’vivi, k’selvi yang
telah memberikan penulis semangat dan masukan dalam penyelesaian Tugas
Akhir ini.
Dalam rancangan alat ini masih terdapat hal-hal yang perlu disempurnakan.
Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif bagi rakitan proyek ini
sehingga menjadi peralatan yang lebih sempurna dan modern bagi dunia sains dan
teknologi.
Akhir kata penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada semua pihak yang
membantu dalam menyelesaikan laporan proyek ini. Semoga Tuhan selalu
memberkati.
Medan, Juni 2012
Penulis
5
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Suatu sistem keamanan yang baik sangat diperlukan untuk membantu
mengurangi, mencegah dan mengatasi permsalahan kriminalitas yang terus meningkat.
Saat ini kamera webcam telah diterapkan untuk mendukung sistem keamanan ruangan .
Kamera akan merekam gambar atau obyek didepannya serta menampilkanya pada
Komputer. Dalam tugas akhir ini akan dirancang sistem monitoring ruangan
menggunakan kamera webcam tipe SF-1007 berbasis rangkaian elektronika Arduino.
Gerakan mekasnis kamera webcam tersebut menggunakan motor DC dan dikendalikan
dari sebuah computer notebook yang dihubungkan terhadap arduino melalui port serial.
Untuk kebutuhan pengendalian gerakan kamera webcam ini menggunakan dua buah
motor DC, dimana motor DC yang pertama digunakan untuk pengendalian gerakan
vertical (dari atas kebawah atau sebaliknya), sedangkan motor DC yang kedua
digunakan unruk pengendalian gerakan horizontal (dari kiri ke kanan atau sebaliknya).
Kemudian gambar yang ditangkap melalui kamera webcam akan di tampilkan pada
personal computer (PC).
6
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
halaman
KATA PENGANTAR…………………………………………………..
i
ABSTRAK………………………………………………………………. ii
DAFTAR ISI…………………………………………………………….. ii
DAFTAR TABEL………………………………………………………. iv
DAFTAR GAMBAR……………………………………………………. v
BAB I. PENDAHULUAN………………………………………………
1
1.1 Latar Belakang ….…………………………………………..
1
1.2 Rumusan Masalah……………………………………………
2
1.3 Batasan Masalah………………………………………………. 2
1.4 Tujuan Penulisan………………………………………………. 2
1.5 Manfaat Penulisan……………………………………………… 3
1.6 Sistematika Penulisan………………………………………...... 3
BAB II. LANDASAN TEORI…………………………………………… 5
2.1 Motor DC………………………………………………………. 5
2.2 Driver Motor DC dengan IC L293D…………………………… 6
2.3 KIT mikrokontroler Arduino Uno……………………………... 8
2.3.1 Diagram blok dan Fungsi PIN pada Arduino………. 9
2.3.2 Mikrokontroler ATMega328……………………….. 12
2.3.2.1 Kontruksi Mikrokontroler ATMega328…… 12
2.3.2.2. Konfigurasi PIN ATMega328…………….. 14
2.4 Pemrograman Dasar Arduino Uno…………………………….. 16
2.4.1 Struktur Dasar Pemrograman Arduino……………… 16
2.4.2 Struktur Pengaturan Program………………………… 17
2.4.3 Modulasi Lebar Pulsa (PWM)……………………. 19
2.5 Webcam……………………………………………………….. 22
2.6 Komputer Notebook Input/Output…………………………… 23
2.7Visual Basic 6.0……………………………………………….. 23
7
Universitas Sumatera Utara
BAB III.PERANCANGAN DAN SISTEM KERJA RANGKAIAN… 27
3.1. Diagram Blok Rancangan Sistem Monitoring………………… 27
3.2. Rangkaian Interfacing Notebook Terhadap KIT Arduino…… 28
3.3 Kontruksi Rancangan Alat…………………………………… 29
3.4.Rangkaian Driver Motor DC dengan IC L283D……………… 29
3.5. Perancangan Power Supplay (PSA)…………………………… 30
3.6. Pemrograman Perangkat Lunak Pada PC Menggunakan Visual
Basic………………………………………………………………. 23
3.7. Pemrograman Perangkat Lunak Pada Arduino……………….. 26
BAB IV. PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM……………………… 40
4.1. Pengujian Rangkaian Power Supplay………………………… 40
4.1.1. Data Pengujian Rangkaian Power Supllay………… 40
4.1.2. Analisis Pengujian Rangkaian Power Supllay……… 41
4.2. Pegujian Rangkaian Driver Motor DC……………………….. 42
4.2.1. Data Pegujian Rangkaian Driver Motor DC………. 42
4.2.2. Analisis Pegujian Rangkaian Driver Motor DC……. 42
4.3. Pengujian Program pada KIT Arduino……………………….. 45
4.4 Pengujian Monitoring…………………………………………. 47
4.4.1 Data Pengujian Monitoring…………………………. 47
4.4.2 Analisis Pengujian Monitoring……………………… 48
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN………………………………… 50
5.1 Kesimpulan……………………………………………………. 50
5.2 Saran…………………………………………………………… 51
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
8
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
halaman
Tabel 2.1. Konfigurasi Port B……………………………………… 14
Tabel 2.2. Konfigurasi Port C…………………………………….. 15
Tabel 2.3. Konfigurasi Port D…………………………………….. 15
Tabel 4.1 Sumber tegangan pada rangkaian power supplay………. 40
Tabel 4.2 Hasil pengukuran pengujian rangkaian PSA…………… 41
Tabel 4.3 Pengujian Rangkaian Driver Motor DC……………….. 42
Tabel 4.4 Data pengujian monitoring secara vertikal……………. 47
Tabel 4.5 Data pengujian monitoring secara vertikal……………
48
9
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
halaman
Gambar 2.1. Kontruksi Motor DC………………………………… 4
Gambar 2.2. Motor DC dan Jembatan H…………………………. 6
Gambar 2.3. Board Arduino ATMega328…………………………. 8
Gambar2.4 Konfigurasi PIN ATMega328………………………... 14
Gambar2.5 Modulasi lebar pulsa…………………………………. 25
Gambar 2.4. Arsitektur Mokrokontroler ATMega328…………… 21
Gambar 2.6. Webcam……………………………………………… 22
Gambar 2.7. Layar Pemilih Jenis Projek………………………….. 24
Gambar2.8 Jendela Form Visual Basic…………………………
26
Gambar 3.1. Diagram Blok Rancangan Alat……………………… 27
Gambar 3.2 Rangkaian Interface terhadap KIT Arduino Uno
ATmega328………………………………………………………. 28
Gambar 3.3 Kontruksi rancangan alat…………………………… 29
Gambar 3.4. Rancangan Driver Motor DC dengan IC L293D…… 30
Gambar 3.5. Skematik Rangkaian Power Supplay………………… 31
Gambar 3.6. Diagram Alir Program Pada PC…………………….. 32
Gambar 3.7. Diagram Alir Perangkat Lunak pada Mikrokontroler
ATMega328……………………………………………………… 35
Gambar 4.1. Pengujian Power Supplay………………………….. 40
10
Universitas Sumatera Utara
KAMERA WEBCAM TIPE SF-1007 BERBASIS
RANGKAIAN ELEKTRONIK ARDUINO
LAPORAN TUGAS AKHIR
Oleh:
DEWI CITRA MANURUNG
092408027
PROGRAM STUDI D3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
1
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: SISTEM MONITORING RUANGAN MENGGUNAKAN
KAMERA
WEBCAM
TIPE
SF-1007
BERBASIS
RANGKAIAN
ELEKTRONIK ARDUINO.
Kategori
: LAPORAN TUGAS AKHIR
Nama
: DEWI CITRA MANURUNG
No.Induk Mahasiswa : 092408027
Program Studi
: D3 FISIKA
Departemen
: FISIKA
Fakultas
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
(FMIPA)
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.
Diluluskan di
Medan, 01 Juli 2012
Diketahui/ Disetujui oleh
Ketua Program Studi D3 Fisika
Pembimbing
(Dr.Susilawati M.Si)
(Dr.KeristaTarigan,M.Eng.Sc)
NIP.197412072000122001
NIP. 196002031986011001
2
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
SISTEM MONITORING RUANGAN MENGGUNAKAN
KAMERA WEBCAM TIPE SF-1007 BERBASIS RANGKAIAN
ELEKTRONIK ARDUINO
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa Laporan Tugas Akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 01 Juli 2012
Dewi Citra Manurung
092408027
3
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat
dan karuniaNya
sehinga laporan Tugas Akhir ini dengan judul “SISTEM
MONITORING RUANGAN MENGGUNAKAN KAMERA WEBCAM TIPE
SF-1007 BERBASIS RANGKAIAN ELEKTRONIK ARDUINO “, dapat
diselesaikan dengan baik.
Laporan ini disusun sesuai dengan percobaan-percobaan yang dilakukan dan
disesuaikan dengan literatur yang ada ,baik dari buku penunjang maupun internet,
sehingga berguna bagi semua orang yang akan memperoleh informasi laporan ini.
Dalam penulisan laporan ini, penulis banyak mengucapkan terimakasih kepada:
•
Bapak Dr.Sutarman,M.Sc selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
•
Ibu Dr.Marpongahtun,M.sc selaku PD-1 Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
•
Ibu Dr.Susilawati,M.Si selaku Ketua Program Studi D3 Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
•
Bapak Dr. Kerista Tarigan,M.Eng.Sc selaku
dosen pembimbing yang telah
membimbing dan mengarahkan penulis, sehingga laporan ini dapat diselesaikan
dengan baik.
•
Seluruh Dosen/Staff pengajar pada Program Studi D3 Fisika Instrumentasi.
•
Buat Bapak (N.Manurung) tersayang dan Mama (E.Silaban) tersayang yang
telah memberikan bantuan berupa dukungan moril dan materi, yang sangat
membantu penulis dalam mengerjakan laporan ini.
•
Buat Abang ku Rio Manurung,dan adek-adek ku (Desi Manurung,Nita
Manurung,Josua Manurung) yang telah memberikan motivai bagi penulis.
•
Bang Andika Siregar dan bang Waskito, yang telah membantu saya dalam
mengerjakan proyek ini.
•
Buat teman Partner ku Ardy Bernard Sinaga dan teman-teman lainnya yaitu
Natalya Silalahi, Suryani Sitorus, Bernike N Ginting, Resmando Sinulingga,
4
Universitas Sumatera Utara
Jhon M Purba, Okto H Situmorang, Harmoko Simangunsong, Jhonrisdo
Samosir, Dear Purba, Agustina, serta semua teman-teman di Fisika
Instrumentasi khususnya stambuk 2009 yang tidak dapat saya sebutkan satu
persatu yang turut mendukung dan memberi masukan, sehingga laporan proyek
ini dapat diselesaikan dengan baik.
•
Buat teman-teman satu kos ku Herawati, Ariance, Shasy, k’vivi, k’selvi yang
telah memberikan penulis semangat dan masukan dalam penyelesaian Tugas
Akhir ini.
Dalam rancangan alat ini masih terdapat hal-hal yang perlu disempurnakan.
Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif bagi rakitan proyek ini
sehingga menjadi peralatan yang lebih sempurna dan modern bagi dunia sains dan
teknologi.
Akhir kata penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada semua pihak yang
membantu dalam menyelesaikan laporan proyek ini. Semoga Tuhan selalu
memberkati.
Medan, Juni 2012
Penulis
5
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Suatu sistem keamanan yang baik sangat diperlukan untuk membantu
mengurangi, mencegah dan mengatasi permsalahan kriminalitas yang terus meningkat.
Saat ini kamera webcam telah diterapkan untuk mendukung sistem keamanan ruangan .
Kamera akan merekam gambar atau obyek didepannya serta menampilkanya pada
Komputer. Dalam tugas akhir ini akan dirancang sistem monitoring ruangan
menggunakan kamera webcam tipe SF-1007 berbasis rangkaian elektronika Arduino.
Gerakan mekasnis kamera webcam tersebut menggunakan motor DC dan dikendalikan
dari sebuah computer notebook yang dihubungkan terhadap arduino melalui port serial.
Untuk kebutuhan pengendalian gerakan kamera webcam ini menggunakan dua buah
motor DC, dimana motor DC yang pertama digunakan untuk pengendalian gerakan
vertical (dari atas kebawah atau sebaliknya), sedangkan motor DC yang kedua
digunakan unruk pengendalian gerakan horizontal (dari kiri ke kanan atau sebaliknya).
Kemudian gambar yang ditangkap melalui kamera webcam akan di tampilkan pada
personal computer (PC).
6
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
halaman
KATA PENGANTAR…………………………………………………..
i
ABSTRAK………………………………………………………………. ii
DAFTAR ISI…………………………………………………………….. ii
DAFTAR TABEL………………………………………………………. iv
DAFTAR GAMBAR……………………………………………………. v
BAB I. PENDAHULUAN………………………………………………
1
1.1 Latar Belakang ….…………………………………………..
1
1.2 Rumusan Masalah……………………………………………
2
1.3 Batasan Masalah………………………………………………. 2
1.4 Tujuan Penulisan………………………………………………. 2
1.5 Manfaat Penulisan……………………………………………… 3
1.6 Sistematika Penulisan………………………………………...... 3
BAB II. LANDASAN TEORI…………………………………………… 5
2.1 Motor DC………………………………………………………. 5
2.2 Driver Motor DC dengan IC L293D…………………………… 6
2.3 KIT mikrokontroler Arduino Uno……………………………... 8
2.3.1 Diagram blok dan Fungsi PIN pada Arduino………. 9
2.3.2 Mikrokontroler ATMega328……………………….. 12
2.3.2.1 Kontruksi Mikrokontroler ATMega328…… 12
2.3.2.2. Konfigurasi PIN ATMega328…………….. 14
2.4 Pemrograman Dasar Arduino Uno…………………………….. 16
2.4.1 Struktur Dasar Pemrograman Arduino……………… 16
2.4.2 Struktur Pengaturan Program………………………… 17
2.4.3 Modulasi Lebar Pulsa (PWM)……………………. 19
2.5 Webcam……………………………………………………….. 22
2.6 Komputer Notebook Input/Output…………………………… 23
2.7Visual Basic 6.0……………………………………………….. 23
7
Universitas Sumatera Utara
BAB III.PERANCANGAN DAN SISTEM KERJA RANGKAIAN… 27
3.1. Diagram Blok Rancangan Sistem Monitoring………………… 27
3.2. Rangkaian Interfacing Notebook Terhadap KIT Arduino…… 28
3.3 Kontruksi Rancangan Alat…………………………………… 29
3.4.Rangkaian Driver Motor DC dengan IC L283D……………… 29
3.5. Perancangan Power Supplay (PSA)…………………………… 30
3.6. Pemrograman Perangkat Lunak Pada PC Menggunakan Visual
Basic………………………………………………………………. 23
3.7. Pemrograman Perangkat Lunak Pada Arduino……………….. 26
BAB IV. PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM……………………… 40
4.1. Pengujian Rangkaian Power Supplay………………………… 40
4.1.1. Data Pengujian Rangkaian Power Supllay………… 40
4.1.2. Analisis Pengujian Rangkaian Power Supllay……… 41
4.2. Pegujian Rangkaian Driver Motor DC……………………….. 42
4.2.1. Data Pegujian Rangkaian Driver Motor DC………. 42
4.2.2. Analisis Pegujian Rangkaian Driver Motor DC……. 42
4.3. Pengujian Program pada KIT Arduino……………………….. 45
4.4 Pengujian Monitoring…………………………………………. 47
4.4.1 Data Pengujian Monitoring…………………………. 47
4.4.2 Analisis Pengujian Monitoring……………………… 48
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN………………………………… 50
5.1 Kesimpulan……………………………………………………. 50
5.2 Saran…………………………………………………………… 51
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
8
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
halaman
Tabel 2.1. Konfigurasi Port B……………………………………… 14
Tabel 2.2. Konfigurasi Port C…………………………………….. 15
Tabel 2.3. Konfigurasi Port D…………………………………….. 15
Tabel 4.1 Sumber tegangan pada rangkaian power supplay………. 40
Tabel 4.2 Hasil pengukuran pengujian rangkaian PSA…………… 41
Tabel 4.3 Pengujian Rangkaian Driver Motor DC……………….. 42
Tabel 4.4 Data pengujian monitoring secara vertikal……………. 47
Tabel 4.5 Data pengujian monitoring secara vertikal……………
48
9
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
halaman
Gambar 2.1. Kontruksi Motor DC………………………………… 4
Gambar 2.2. Motor DC dan Jembatan H…………………………. 6
Gambar 2.3. Board Arduino ATMega328…………………………. 8
Gambar2.4 Konfigurasi PIN ATMega328………………………... 14
Gambar2.5 Modulasi lebar pulsa…………………………………. 25
Gambar 2.4. Arsitektur Mokrokontroler ATMega328…………… 21
Gambar 2.6. Webcam……………………………………………… 22
Gambar 2.7. Layar Pemilih Jenis Projek………………………….. 24
Gambar2.8 Jendela Form Visual Basic…………………………
26
Gambar 3.1. Diagram Blok Rancangan Alat……………………… 27
Gambar 3.2 Rangkaian Interface terhadap KIT Arduino Uno
ATmega328………………………………………………………. 28
Gambar 3.3 Kontruksi rancangan alat…………………………… 29
Gambar 3.4. Rancangan Driver Motor DC dengan IC L293D…… 30
Gambar 3.5. Skematik Rangkaian Power Supplay………………… 31
Gambar 3.6. Diagram Alir Program Pada PC…………………….. 32
Gambar 3.7. Diagram Alir Perangkat Lunak pada Mikrokontroler
ATMega328……………………………………………………… 35
Gambar 4.1. Pengujian Power Supplay………………………….. 40
10
Universitas Sumatera Utara