15
15 PD5
OC1A TimerCounter1 output compare A match output PD6
ICP TimerCounter1 input capture pin PD7
OC2 TimerCounter2 output compare match output Sumber: ATMEL, 2009
2.3.3.5. RESET
RST pada pin 9 merupakan reset dari AVR. Jika pada pin ini diberi masukan low selama minimal 2 machine cycle maka system akan di-reset.
2.3.3.6. XTAL1
XTAL1 adalah masukan ke inverting oscillator amplifier dan input ke internal clock operating circuit.
2.3.3.7. XTAL2
XTAL2 adalah output dari inverting oscillator amplifier.
2.3.3.8. AVcc
Avcc adalah kaki masukan tegangan bagi AD Converter. Kaki ini harus secara eksternal terhubung ke Vcc melalui low pass filter.
2.3.3.9. AREF
AREF adalah kaki masukan referensi bagi AD Converter. Untuk operasionalisasi ADC, suatu level tegangan antara AGND dan AVcc harus diberikan ke kaki ini.
2.3.3.10. AGND
AGND adalah kaki untuk analog ground. Hubungkan kaki ini ke GND, kecuali jika board memiliki analog ground yang terpisah.
2.4. Modul GSM Wavecom Fastrack M1306b
Modul berasal dari singkatan Modulator Demodulator. Modulator merupakan bagian yang mengubah sinyal informasi ke dalam sinyal pembawa carrier dan
16
16 siap untuk dikirimkan, sedangkan demodulator adalah bagian yang memisahkan
sinyal informasi yang berisi data atau pesan dari sinyal pembawa yang diterima sehingga informasi tersebut dapat diterima dengan baik. Modul GSM merupakan
penggabungan kedua-duanya, artinya modem adalah alat komunikasi dua arah. Modul GSM sering juga disebut modem GSM. Berdasarkan pemasangan
pada perangkat komputer modem terdiri dari dua jenis, yaitu modem internal dan modem eksternal. Modem internal dipasangkan pada bagian dalam CPU misalnya
pada slot PCI pada motherboard tertentu sudah dilengkapi modem dari pabriknya. Sedangkan Modem eksternal dipasang pada bagian luar CPU,
umumnya dipasangkan pada serial port atau USB pada CPU. Modul GSM dirancang sebagai bagian dari penerimaan data dan menerima
data dari dan ke mikrokontroler. Modul GSM atau yang sering disebut Modem GSM ini digunakan karena dapat diakses menggunakan komunikasi data serial
dengan baudrate yang dapat disesuaikan mulai dari 9600 sampai dengan 115200. Selain itu, modem GSM ini menggunakan daya DC 12V dan tidak memerlukan
tombol ON untuk mengaktifkannya, sehingga sangat cocok digunakan pada sistem yang berjalan terus menerus. Sebelum modem GSM ini dapat melakukan
interaksi dengan mikrokontroler untuk mengirim dan menerima data, maka dalam program di mikrokontroler modem GSM harus diberikan perintah panggil atau
dengan kata lain inisialisasi modem. Data yang dikirimkan atau yang diterima oleh modul GSM adalah berupa
AT Command karena modul GSM hanya mengerti dan menerjemahkan perintah AT Command.
Modem ini adalah salah satu jenis modem yang dirancang untuk dapat dihubungkan dengan perangkat luar dengan koneksi serial. Modem ini
menggunakan format pengiriman data serial biasa sehingga memudahkan saat dihubungkan dengan mikrokontroler. Adapun spesifikasi modem Wavecom
Fastrak M1306b adalah sebagai berikut: a. Dual band GSMGPRS 9001800 MHz.
b. GSMGPRS cl.10 data, SMS, voice, dan FAX. c. Open AT: menamakan program langsung pada modem.
d. Keluaran daya maksimum: 2W untuk GSM 900 – 1W untuk GSM 1800.
17
17 e. Masukan tegangan 5,5 V sd 32 V.
f. Antarmuka SIM Card 3V.
g. Dimensi 73mm x 54,5mm x 25,5mm. h. Bobot 80 gram.
i. Suhu operasi -25
o
C sd 70
o
C. Berikut beberapa keuntungan menggunakan Modem Wavecom Fastrack
M1306b gambar 2.8 daripada Modem GSM atau HP: a. Wavecom jauh lebih stabil dibanding Modem GSM atau HP.
b. Wavecom tidak gampang panas dibanding Modem GSM atau HP. c. Pengiriman SMS yang lebih cepat dibanding Modem GSM atau HP 1000 sd
1200 SMS per jam. d. Support AT Command, bisa cek sisa pulsa, cek point, cek pemakaian terakhir.
e. Tidak semua Modem GSM atau HP support AT Command. f.
Tidak memakai baterai sehingga lebih praktis digunakan. Modul GSM ini memiliki dua jenis keluaran yaitu ada tipe dengan jenis
keluaran dalam bentuk port serial dan ada juga berupa port USB, dan modem GSM ini berkomunikasi kepada mikrokontroler melalui komunikasi serial RS232.
Tambunan, E. 2014
Gambar 2.5. Modul GSM Wavecom Fastrack M1306b
2.5. MAXHINRS232
Modul ini dapat difungsikan sebagai jalur komunikasi antara komputer atau mikrokontroler berantarmuka UART RS232TTL dengan modul atau jaringan
berantarmuka UART RS485 half-duplex. RS232-RS485 Converter merupakan
suatu pengubah level tegangan dua arah antara RS232TTL dan RS485. Modul ini
18
18 dapat difungsikan sebagai jalur komunikasi antara komputer atau mikrokontroler
berantarmuka UART RS232 dengan modul atau jaringan berantarmuka UART RS485. Menurut Handinata, O 2013 spesifikasi dari MAXHINRS232 sebagai
berikut:
a. Mengubah level tegangan RS232 atau TTL menjadi RS485 begitu juga sebaliknya.
b. Mengakomodasi baud rate 300 bps hingga 115200 bps. c. Dapat dikonfigurasi sebagai DCE Data Communication Equipment atau
DTE Data Terminal Equipment. d. Arah data pada jalur RS485 dapat dikendalikan secara manual sisi
RS232TTL menggunakan 2 jalur data dan 1 jalur kontrol ataupun otomatis sisi RS232TTL hanya menggunakan 2 jalur data.
e. Tersedia pengaturan bias+, terminator dan bias- untuk jalur RS485. f.
Membutuhkan tegangan + 9VDC sebagai catu daya.
2.6. Liquid Crystal Display LCD
Liquid cristal display LCD adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. Jenis
LCD yang dipakai pada alat ini adalah LCD M1632. LCD terdiri dari dua bagian, yang pertama merupakan panel LCD sebagai media penampil informasi dalam
bentuk hurufangka dua baris, masing –masing baris bisa menampung 16
hurufangka. Liquid Crystal Display LCD adalah modul penampil yang banyak digunakan karena tampilannya menarik. LCD yang umum, ada yang panjangnya
hingga 40 karakter 2x40 dan 4x40, dimana kita menggunakan DRAM untuk mengatur tempat penyimpanan tersebut. Gamayel.R, 2007.
Bagian kedua merupakan sebuah sistem yang dibentuk dengan mikrokontroler yang ditempel dibalik pada panel LCD, berfungsi mengatur
tampilan LCD. Dengan demikian pemakaian LCD M1632 menjadi sederhana, sistem lain cukup mengirimkan kode-kode ASCII dari informasi yang
ditampilkan. Berikut spesifikasi dari LCD M1632 menurut Andi, N. Paulus 2004:
19
19 a. Tampilan 16 karakter 2 baris dengan matrik 5 x 7 + kursor.
b. ROM pembangkit karakter 192 jenis. c. RAM pembangkit karakter 8 jenis diprogram pemakai.
d. RAM data tampilan 80 x 8 bit 8 karakter. e. Duty ratio 116.
f. RAM data tampilan dan RAM pembangkit karakter dapat dibaca dari unit
mikroprosesor. g. Beberapa fungsi perintah antara lain adalah penghapusan tampilan display
clear, posisi kursor awal crusor home, tampilan karakter kedip display character blink, penggeseran kursor crusor shift dan penggeseran tampilan
display shift. h. Rangkaian pembangkit detak.
i. Rangkaian otomatis reset saat daya dinyalakan.
j. Catu daya tunggal +5 volt.
2.7. Relay
Relay adalah sebuah saklar yang dikendalikan oleh arus. Relay memiliki sebuah kumparan tegangan rendah yang dililitkan pada sebuah inti. Terdapat sebuah
amatur besi yang akan tertarik menuju inti apabila arus mengalir melewati kumparan. Armatur ini terpasang pada sebuah tuas berpegas. Ketika armatur
tertarik menuju ini, kontak jalur nersama akan berubah posisinya dari kontak jalur bersama akan berubah posisinya dari kontak normal-tertutup normally close ke
kontak normal-terbuka normally open. Sebuah relay yang tipikal dari jenis ini dapat diaktifkan dalam waktu
sekitar 10 ms. Sebagian besar relay modern ditempatkan didalam sebuah kemasan yang sepenuhnya tertutup rapat, seperti yang diperlihatkan gambar dibawah ini.
Kebanyakan diantaranya memiliki kontak-kontak jenis SPDT, namun terdapat juga beberapa versi DDPT. Relay-relay yang berukuran lebih besar dapat
menyambungkan arus hingga 10 A pada tegangan 250 VAC. Tegangan maksimum untuk pensaklaran DC selalu jauh lebih rendah, seringkali bahkan
hanya setengah, dari tegangan maksimum untuk AC. Bishop, O. 2004
20
20
2.8. Perangkat Tanda Peringatan Suara Buzzer
Sebuah buzzer menghasilkan suara berfrekuensi rendah, yang cocok untuk digunakan sebagai perangkat pemberi peringatan alert. Sebuah sirine piezo-
elektric berukuran kecil menghasilkan satu nada yang berfrekuensi sangat tinggi. Sirine yang diperlihatkan paa foto dibawah ini beroperasi dengan tegangan 3-16 V
dan hanya membutuhkan arus sebesar 5-7 mA. Suara yang dihasilkannya besifat kontinu namun dapat dimodifikasi untuk
menghasilkan bunyi dengan periode-periode pendek burst, agar lebih menarik perhatian. Buzzer ini dapat digerakkan dengan sebuah rangkaian astabil yang
bekerja pada frekuensi 1 kHz. Buzzer ini juga dapat digunakan sebagai pemberi tanda peringatan atau
sebagai alarm. Intensitas suara yang dihasilkannya berkisar antara 100 dB hingga 110 dB. Untuk mendapatkan tingkat kekerasan yang maksimum, buzzer harus
dipasang secara kokoh didalam sebuah badan pembungkus atau pada sebuah papan rangkaian. Bishop, O. 2004
2.9. Solenoid Valve
Solenoid Valve adalah peralatan yang digunakan untuk mengkonversi sinyal elektrik atau arus listrik menjadi gerak mekanik. Solenoid Valve dibuat dari
kumparan dan inti besi yang dapat digerakkan dan berfungsi sebagai actuator untuk membuka tutup selang gas otomatis. Solenoid Valve adalah perangkat
elektromekanis yang mengubah energi listrik menjadi gerakan mekanis linier yang digunakan untuk memindahkan beban eksternal jarak yang ditentukan.
Prinsip kerja Solenoid Valve ketika aliran arus melalui kumparan menciptakan medan magnet yang menghasilkan daya tarik antara pluger bergerak
dan berhenti tetap. Ketika arus listrik dialirkan pluger solenoid dan beban eksternal yang mempercepat dan bergerak menuju solenoid itu berhenti sampai
terjadi suatu dampak. Pluger naik dalam inti dari perakitan koil. Penghapus daya dari solenoid mengeliminasi aliran arus melalui kumparan. Pluger, dengan beban
eksternal, kembali ke posisi semula, dibantu gravitasi atau beban itu sendiri. Tambunan, E. 2014
21
21
2.10. AT-Command
AT-Command merupakan perintah standar yang dapat diterima oleh modem. Perintah AT Hayes AT-Command digunakan untuk berkomunikasi dengan
terminal modem melalui gerbang serial pada komputer. AT-Command ini dipakai untuk memerintahkan telepon selular mengirim dan menerima pesan
SMS. Selain itu, AT-Command juga dapat dipakai untuk mengetahui atau membaca kondisi dari terminal seperti mengetahui kondisi sinyal, kondisi baterai,
nama operator, lokasi, menambah item pada daftar telepon, mengetahui model telepon selular yang dipakaim nomor IMEI Internasional Mobile Station
Equipment Identity dan informasi-informasi lainnnya yang berhubungan dengan telepon selular tersebut. Perintah-perintah AT-Command dikirimkan ke telepon
selular dalam bentuk string teks. Komunikasi dataa antara telepon selular dengan peripheral lain seperti mikrokontroler dilakukan secara serial
menggunakan perintah-perintah AT melalui komunikasi serial RS-232. Tabel 2.5 berikut menerangkan beberapa jenis perintah AT-Command.
Tabel 2.5. Jenis peintah AT-Command
Perintah Fungsi
AT+CPBF Mencari nomor telepon yang tersimpan
AT+CPBR Membaca buku telepon
AT+CPBW Menulis nomor telepon di buku telepon
AT+CMGF Menyeting mode sms teks atau PDU
AT+CMGF=0 Menyeting mode PDU
AT+CMGF=1 Menyeting mode SMS teks
AT+CMGS Mengirim sebuah perintah SMS
AT+CMGR Membaca sebuah pesan
AT+CMGR=1 Membaca sebuah pesan dialamat 1
AT+CMG Melihat semua daftar SMS yang ada
AT+CMGD Menghapus sebuah SMS
AT+CMNS Menyeting lokasi penyimpanan SMS
AT+COPS? Mengetahui nama provider kartu GSM
AT+CSCA Mengetahui alamat SMS Center
AT+CGMI Mengetahui nama dan jenis ponsel
AT+CGMM Mengetahui jenis ponsel
AT+CBC Mengetahui level baterai
Perintah AT-Command ini yang nantinya yang akan diterjemahkan oleh modul GSM kemudian diteruskan ke mikrokontroler melalui RS-232 ataupun
diterjemahkkan oleh modul GSM sebagai perintah mengirim ke nomor telepon tujuan tertentu. Tambunan, E. 2014
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Diagram Blok Penelitian
Diagram merupakan pernyataan hubungan yang berurutan dari satu atau lebih komponen yang memiliki kesatuan kerja tersendiri, dan setiap blok komponen
mempengaruhi komponen yang lainnya. Diagram blok merupakan salah satu cara yang paling sederhana untuk menjelaskan cara kerja dari suatu sistem. Dengan
diagram blok kita dapat menganalisa cara kerja rangkaian dan merancang hardware yang akan dibuat secara umum. Adapun diagram blok sistem yang
dirancang seperti yang diperlihatkan pada gambar 3.1.
Sistem Minimum Mikrokontroler
ATMega 32 LCD
Adaptor
Sensor Gas LPG Modul GSM
Solenoid Valve
Buzzer Mobile Phone
Kipas DC Driver
Relay Driver
Solenoid
Gambar 3.1. Diagram blok kerja sistem Berikut ini adalah prinsip kerja dari diagram blok penelitian diatas, ketika
terjadi kebocoran pada regulator atau selang, sensor gas LPG berfungsi sebagai pendeteksi konsentrasi gas akan mendeteksi gas yang ada didalam ruangan, ketika
gas terdeteksi maka sensor mengirimkan sinyal dalam bentuk tegangan ke mikrokontroler, kemudian LCD akan menampilkan konsentrasi gas didalam
23
23 ruangan yang telah dikonversi oleh mikrokontroler ke dalam satuan ppm serta
menampilkan keterangan-keterangan lainnya. Apabila konsentrasi gas telah melebihi batas konsentrasi yang telah
diprogram pada mikrokontroler, maka mikrokontroler akan mengirimkan sinyal secara bersamaan ke buzzer, modul GSM melalui komunikasi RS-232 serta
solenoid valve yang berfungsi sebagai pengaman. Selanjutnya secara bersamaan solenoid valve akan tertutup, buzzer akan aktif serta modul GSM akan
mengirimkan SMS peringatan ke mobile phone. Pada modul GSM ini dapat dilakukan komunikasi dua arah, jadi SMS tersebut dapat dibalas melalui mobile
phone, apabila modul GSM menerima SMS, SMS tersebut akan diteruskan ke driver RS-232 untuk mengubah level tegangan TTL yang berasal dari modul
GSM sehingga isi SMS dapat diterjemahkan oleh mikrokontroler. Setelah mikrokontroler menerima sinyal SMS masuk dari modul GSM, maka selanjutnya
mikrokontroler akan mengaktifkan kipas yang berfungsi sebagai pengontrol untuk mengontrol keadaan dalam ruangan menjadi normal kembali.
3.2. Rangkaian Mikrokontroler ATMega32
Pada rangkaian elektronik sistem minimum terdiri atas rangkaian standar rekomendasi pabrik agar mikrokontroler dapat bekerja sebagaimana mestinya.
Rangkaian ini terdiri atas konfigurasi kristal eksternal dan standar PORT USB Programmer, ditunjukkan pada gambar 3.2. Catu daya yang digunakan sebesar 5
volt terhubung pada pin 10 VCC dan 11 GND.
Gambar 3.2. Skematik sistem minimum ATMega32
24
24
3.3. Modul Sensor Gas MQ-6
Alat ini dirancang dengan menggunakan suatu sensor gas untuk mendeteksi konsentrasi gas yang ada di udara. Perubahan daya konduksi pada sensor akan
mengakibatkan perubahan hambatan output sensor. Oleh karena itu digunakan Modul Sensor Gas. Modul Sensor Gas merupakan sebuah modul sensor cerdas
yang mampu memonitor perubahan konsentrasi gas LPG, iso-butana, propane, COCarbon Monoksida, CO2 karbon dioksida, CH4 metana, Alkohol, atau
kualitas udara tergantung dari sensor yang digunakan. Modul ini kompatibel dengan sensor gas MQ-3 alkohol, MQ-4 metana, MQ-6 LPG, iso-butana, dan
propana, MQ-7 CO, MQ-135 kualitas udara, dan MG-811 CO2. Pada modul sensor gas diatas terdapat 2 buah LED indikator yaitu LED
indikator merah dan LED indikator hijau. Pada saat power-up, LED merah akan berkedip sesuai dengan alamat I2C modul. Jika alamat I2C adalah 0xE0 maka
LED indikator akan berkedip 1 kali. Jika alamat I2C adalah 0xE2 maka LED indikator akan berkedip 2 kali. Jika alamat I2C adalah 0xE4 maka LED indikator
akan berkedip 3 kali dan demikian seterusnya sampai alamat I2C 0xEE maka LED indikator akan berkedip 8 kali. Pada saat power-up, LED hijau akan
berkedip dengan cepat sampai kondisi pemanasan sensor dan hasil pembacaan sensor sudah stabil. Berikut pada gambar 3.3 terdapat rangkaian modul DT-Sense
LPG Sensor.
Gambar 3.3. Skematik modul sensor gas MQ-6
25
25 Modul DT-Sense LPG Sensor
juga memiliki 1 pin output open collector yang status logikanya akan berubah-ubah, sesuai dengan hasil pembacaan sensor
gas dan batas atas serta batas bawah yang telah ditentukan. Pin ADC mikrokontroler ATMega32 pada sistem dihubungkan dengan kaki ADC input
mikrokontroler ATMega88p pada modul DT-Sense LPG Sensor agar sistem dapat mengkonversi nilai tegangan ke nilai ppm secara otomatis.
Modul DT-SENSE akan membaca nilai konsentrasi gas secara otomatis, membandingkan dengan batas-batas nilai yang telah diatur dan kemudian
mengubah status logika pin output kendali ONOFF sesuai dengan mode operasi yang digunakan.
3.4.
Display LCD
Rangkaian driver display LCD pada gambar 3.4 merupakan rangkaian standart rekomendasi pabrik yang terdiri atas brightness adjust, dioda pengaman dan jalur
komunikasi ke mikrokontroler. LCD yang digunakan adalah LCD karakter 16x2, sehingga hanya mampu menampilkan angka, huruf dan simbol sebanyak 2 baris
dan setiap baris mampu menampilkan 16 karakter. Catu daya yang digunakan adalah sebesar 5 volt.
TRIM merupakan bagian pengatur kecerahan backlight LCD. Pin RS, RW, E, D4, D5, D6, D7, terhubung langsung ke port pada mirokontroler.
Gambar 3.4. Skematik driver LCD 16 x 2 karakter
26
26
3.5. Rangkaian RS-232
Driver yang digunakan untuk menghubungkan mikrokontroler dengan modul GSM pada rangkaian ini adalah RS-232. Driver ini berfungsi untuk
mengsinkronisasi tegangan antara mikrokontroler dengan modul GSM baik dari serial menjadi digital atau sebaliknya, dari serial menjadi USB dan sebaliknya
bahkan dari serial menjadi HDM dan sebaliknya. Namun dalam rangkaian ini, rangkaian
driver digunakan
untuk mengsinkronisasi
tegangan antara
mikrokontroler dengan modul GSM, baik dari serial menjadi digital atau sebaliknya yaitu dari digital menjadi serial. Berikut rangkaian RS-232 dan
mikrokontroler yang ditunjukkan pada gambar 3.5.
Gambar 3.5. Skematik RS-232 Pada perancangan ini port serial digunakan sebagai jalur komunikasinya,
salah satu standar komunikasi serial yang sering digunakan adalah RS-232. Untuk melakukan komunikasi serial dengan standar RS-232 diperlukan IC max232
sebagai driver, yang akan mengkonversi tegangan atau kondisi logika TTL dari hardware agar sesuai dengan tegangan pada komputer atau mikrokontroler
ataupun sebaliknya sehingga data dapat dibaca. Komunikasi serial yang digunakan untuk menghubungkan modem wavecom fastrack M1306b ke IC
Max232 adalah konektor DB-15 dan DB-9. Dimana konektor DB-15 yang tersambung ke modul GSM dan DB-9 tersambung ke IC Max232.
3.6. Modul GSM
Modul GSM yang digunakan dalam pembuatan alat ini adalah modul GSM Wavecom Fastrack M1306b. Wavecom ini dirancang sebagai bagian dari
27
27 penerimaan data SMS dari ponsel serta berfungsi juga untuk pengiriman data dan
menerima data dari dan ke mikrokontroler. Modul GSM ini digunakan karena dapat diakses menggunakan komunikasi data serial dengan baudrate yang dapat
disesuaikan mulai dari 9600 sampai dengan 115200. Selain itu, modul GSM ini menggunaan daya DC 12 volt sehingga dapat
dengan mudah dhubungkan secara langsung dengan menggunakan adaptor 12 volt dan tidak memerlukan saklar untuk mengaktifkannya, sehingga sangat cocok
digunakan pada sistem yang berjalan terus. Berikut ditunjukkan pada gambar 3.6 skematik modem Wavecom GSM Fastrack M1306 yang dihubungkan dengan
rangaian RS-232.
Gambar 3.6. Skematik modem wavecom GSM fastrack M1306b Prinsip kerja modem Wavecom Fastrack M1306b yaitu untuk mengirim
SMS pada umumnya, maksudnya pesan tidak langsung dikirim keponsel tujuan, akan tetapi dikirim terlebih dahulu ke SMS Center SMSC yang biasanya berada
dikantor operator telepon, kemudian pesan tersebut diteruskan ke ponsel tujuan. Dengan adanya SMSC, dapat diketahui status pesan SMS yang telah dikirim,
apakah telah sampai atau gagal dikirimkan. Pada perancangan ini modem dihubungkan ke mikrokontroler sebagai
pengganti PC yang memberikan perintah untuk mengirimkan SMS. Mikrokontroler akan mengirim data berupa isi SMS dan nomor tujuan SMS ke
modem melalui RS-232 ketika terjadi kebocoran pada tabung gas. Kemudian modem akan mengirimkan data yang telah berubah menjadi informasi tersebut ke
SMS center dan kemudian SMS tersebut akan disampaikan ke mobile phone, begitu juga sebaliknya yaitu mobile phone akan mengirimkan kode dalam bentuk
SMS ke nomor telepon yang terdapat didalam modem wavecom kemudian SMS yang akan dikirimkan tersebut dikirimkan ke SMS Center selanjtnya SMS tersbut
28
28 masuk ke modem wavecom melalui kartu yang terdapat didalamnya, kemudian
modem akan meneruskan ke mikrokontroler melalui RS-232 untuk diterjemahkan sebagai perintah mengaktifkan sistem pengamanan kebocoran LPG.
3.7. Rangkaian Driver Relay Kipas DC
Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang digerakkan oleh arus listrik. Relay merupakan tuas saklar dengan litan kawat pada batang besi
didekatnya. Ketika tuas besi dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada tuas besi sehingga kontak saklar akan menutup.
Pada saat arus dihentikan, gaya magnet akan hilang, sehingga tuas besi akan kembali ke posisi semula dan kontak saklar kembali terbuka. Berdasarkan prinsip
kerja inilah, maka relay digunakan sebagai saklar otomatis untuk rangkaian driver solenoid valve dan kipas DC.
Pada rangaian ini digunakan sebuah r esistor 4k7Ω berfungsi sebagai
tahanan arus yang masuk ke relau, dioda IN4001 yang berfungsi untuk memisahkan tegangan 12 volt yang masuk ke transistor dengan sinyal yang masuk
dari mikrokontroler agar tidak saling mengganggu, sebuah transistor yang berfungsi sebagai saklar agar tegangan 12 volt mendapat ground sehingga coil
pada relay mendapat arus dan akhirnya menjadi terhubung atau relay dalam keadaan tertutup.
Pada alat ini kipas DC yang menggunakan driver relay yang ditunjukkan pada gambar 3.7 difungsikan sebagai output, dimana relay mendapatkan input dari
pin 22 yaitu Port C0 pada IC ATMega32, yang memberikan logika high 1 apabila kode yang dikirimkan melalui ponsel diterjemahkan oleh mikrokontroler
sebagai kode yang tepat dan berasal dari nomor ponsel yang tepat sesuai dengan kode ASCII yang telah diprogramkan dalam mikrokontroler ATMega32 sebgai
kode yang tepat sehingga kontak CO Change Over pada relay berada pada posisi NC Normally Close yang kemudian kipas dc tersebut aktif dan mengeluarkan
gas yang ada didalam lemari tersebut ke luar lemari dengan kata lain sistem pengaman sedang dalam keadaan aktif.
29
29 Gambar 3.7. Skematik driver relay kipas DC
Ketika input dari pin 22 yaitu Port C0 pada IC ATMega32, yang memberikan logika low 0 apabila tidak ada kode yang dikirimkan ke alat melalui
modem wavecom begitu juga apabila nomor ponsel yang mengirimkan SMS bukan nomor ponsel yang sudah diprogram ataupun kode yang dikirimkan tidak
tepat. Sehingga kontak CO Change Over pada relay berada pada posisi NO Normally Open yang kemudian kipas DC tidak bekerja atau dengan kata lain
sistem pengamanan kipas DC tidak dalam keadaan aktif.
3.8. Driver Relay Solenoid Valve
Pada alat ini solenoid valve yang menggunakan driver relay yang ditunjukkan pada gambar 3.8 difungsikan sebagai output, dimana relay mendapatkan input dari
pin 23 yaitu Port C1 pada IC ATMega32, yang memberikan logika high 1 apabila kode yang dikirimkan melalui ponsel diterjemahkan oleh mikrokontroler
sebagai kode yang tepat dan berasal dari nomor ponsel yang tepat sesuai dengan kode ASCII yang telah diprogramkan dalam mikrokontroler ATMega32 sebagai
kode yang tepat sehingga kontak CO Change Over pada relay berada pada posisi NC Normally Close yang kemudian mengakibatkan solenoid terdorong ke
bawah dan jalur antara regulator dan selang gas dalam keadaan tertutup sehingga gas tidak bisa keluar melalui selang gas atau dengan kata lain sistem pengaman
sedang dalam keadaan aktif.
30
30 Gambar 3.8. Skematik driver relay solenoid valve
Ketika input dari pin 23 yaitu Port C1 pada IC ATMega32, yang memberikan logika low 0 apabila tidak ada kode yang dikirimkan ke alat melalui
modem wavecom begitu juga apabila nomor ponsel yang mengirimkan SMS bukan nomor ponsel yang sudah diprogram ataupun kode yang dikirimkan tidak
tepat. Sehingga kontak COChange Over pada relay berada pada posisi NO Normally Open yang kemudian mengakibatkan solenoid terdorong ke atas atau
dengan kata lain sistem pengamanan solenoid valve tidak dalam keadaan aktif.
3.9. Rangkaian Buzzer
Pada alat ini buzzer juga difungsikan sebagai output, dimana ketika buzzer mendapatkan input dari pin 21 yaitu Port D7 pada IC ATMega32, yang
memberikan logika high 1 apabila kode yang dikirimkan melalui ponsel diterjemahkan oleh mikrokontroler sebagai kode yang tepat dan berasal dari
nomor ponsel yang tepat sesuai dengan kode ASCII yang telah diprogramkan dalam mikrokontroler ATMega32 sebgai kode yang tepat, maka buzzer akan
berbunyi memberikan peringatan suara, dengan kata lain sistem pengamanan melalui suara peringatan sedang dalam keadaan aktif. Adapun rangkaian buzzer
dapat dilihat pada gambar 3.9.
31
31 Gambar 3.9. Skematik buzzer
Ketika input dari pin 21 yaitu Port D7 pada IC ATMega32, yang memberikan logika low 0 apabila tidak ada kode yang dikirimkan ke alat melalui
modem wavecom begitu juga apabila nomor ponsel yang mengirimkan SMS bukan nomor ponsel yang sudah diprogram ataupun kode yang dikirimkan tidak
tepat maka buzzer tidak akan mengeluarkan suara apapun, dengan kata lain sistem pengamanan melalui suara peringatan tidak dalam keadaan aktif.
3.10. Diagram Alir Pemrograman
Pada gambar 3.10 flowchart sistem kerja alat dimulai dengan mengkoneksikan ke port mikrokontroler dengan mengisi nilai awal port, setelah itu membaca data dari
sensor gas LPG MQ-6, kemudian data tersebut dikonversi kebentuk tegangan dan ditampilkan pada LCD dalam satuan ppm.
Apabila nilai konsentrasi gas lebih kecil daripada nilai referensi maka solenoid valve tetap terbuka dan akan kembali lagi ke perhitungan awal begitu
seterusnya, tetapi jika nlai konsentrasi lebih besar dari nilai referensi maka solenoid valve akan tertutup, buzzer akan aktif, dan sistem akan mengirim data ke
modul GSM, kemudian sistem mengirim sinyal melalui komunikasi serial RS-232 ke modul GSM, selanjutnya modul GSM mengirimkan SMS ke mobile phone.
Apabila mobile phone membalas SMS tersebut dengan satu karakter ‘Y’
maka kipas akan aktif, buzzer akan mati, tetapi jika mobile phone tidak membalas SMS tersebut maka akan kembali membaca ADC sensor. Setiap keterangan akan
ditampilkan pada LCD. Pada gambar 3.11 ditampilkan rangkaian keseluruhan dari sistem pengontrolan dan pengamanan kebocoran gas LPG.
32
32
Isi nilai awal port Inisialisasi serial
port Baca ADC
Sensor
Hitung konversi ADC ke ppm
Start
Nilai Konsentrasi Nilai Referensi
Tutup Solenoid Valve, Hidup
Buzzer, Kirim data ke Modul GSM
Ya Kirim ke
Mobile Phone
Mobile Phone Feedback
Tampil LCD Kipas Hidup,
Matikan Buzzer
Stop Buka
Solenoid Tidak
Ya
Tidak
Gambar 3.10. Diagram alir pemrograman
33
33
3.11. Skematik rangkaian keseluruhan sistem
Gambar 3.11. Rangkaian keseluruhan sistem
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega32
Pengujan pada rangkaian mikrokontroler ini menggunakan software PROGISP Ver 1.72. Pengujian rangkaian ini bertujuan untuk mengetahui apakah
mikrokontroler telah aktif atau tidak aktif. Mikrokontroler harus dapat diprogram langsung pada papan rangkaian dan rangkaian mikrokontroler harus dapat
dikenali oleh program downloader. Pada pengujian ini, yang pertama harus dilakukan adalah menghubungkan rangkaian mikorokontroler ke PC dengan
menggunakan downloader, kemudian buka software PROGISP dan pilih chip select ATMega32A seperti yang ditampilkan pada gambar 4.1.
Gambar 4.1. Tampilan software PROGISP Ver 1.72 Langkah selanjutnya adalah dengan mengklik Read Signature pada bagian
toolbar kanan maka text box akan menampilkan Read ID Succesfully. Jika sudah tampil pada texbox kata Read ID Succesfully seperti tampilan pada gambar 4.2
maka mikrokontroler telah aktif dan siap untuk digunakan.
35
35 Gambar 4.2. Pengujian mikrokontroler menggunakan PROGISP Ver 1.72
4.2. Pengujian Sensor Gas LPG MQ-6
Sensor Gas LPG MQ-6 ini sangat cocok untuk mendeteksi kadar gas LPG yang ada di udara dan cocok digunakan untuk aplikasi pendeteksian serta
penanggulangan kebocoran gas pada lingkungan rumah tangga maupun industri dengan jangkauan pendeteksianya mulai dari 200 sampai 10.000 ppm part per
million. Pada pengujian ini dilakukan pembacaan keberadaan gas LPG yang ada diudara seperti yang terlihat pada tabel 4.1. Untuk mengetahui adanya gas LPG
yang bocor dilakukan pengujian pada alat yang sudah dirancang dengan cara membuka keran selang gas kemudian DT-Sense LPG Sensor mendeteksi adanya
konsentrasi gas dan mengirim data ke mikrokontroler dalam satuan tegangan kemudian ditampilkan pada LCD dalam satuan ppm.
Tabel 4.1. Nilai pembacaan keberadaan gas
Untuk menggunakan sensor Gas LPG MQ-6 secara spesifik maka
dibutuhkan pemanasan. Pemanasan ini dilakukan agar sensor mendapatkan nilai stabil sebelum digunakan. Sebelum diuji sensor dipastikan terhubung dengan
sistem minimum agar dapat dilihat pada LCD perubahan konsentrasinya. Berikut data pemanasan sensor ditunjukkan pada tabel 4.2.
Ada Gas Tidak Ada Gas
1000 ppm - ±3500 ppm
500 ppm - 1000 ppm
36
36 Tabel 4.2. Data pemanasan sensor
Waktu s Konsentrasi Gas LPG
Konsentrasi Gas LPG Rata-rata
ppm Data 1
ppm Data 2
ppm Data 1
ppm 10
2553 1242
1319 1704,66
20 1654
1357 1252
1421,00 30
1070 869
841 926,66
40 888
754 745
795,66 50
812 726
716 751,33
60 793
716 707
738,66 70
764 707
697 722,66
80 754
707 697
719,33 90
745 707
697 716,33
100 745
707 697
716,33 110
735 707
697 713,00
120 735
707 697
713,00 130
735 716
697 716,00
140 735
716 707
719,33 150
735 716
707 719,33
160 726
716 707
716,33 170
735 716
707 719,33
180 726
716 707
716,33 190
726 716
707 716,33
200 726
716 707
716,33 210
735 716
707 719,33
220 735
716 707
719,33 230
735 716
716 722,33
240 726
716 716
719,33 250
726 716
716 719,33
260 726
716 716
719,33 270
726 716
716 719,33
280 726
716 716
719,33 290
726 716
716 719,33
300 726
716 716
719,33 Pada pengujian pemanasan sensor ini, data diambil dari mulai sistem
hidup selama 300 sekon dengan interval 10 sekon. Dari data tersebut dibutuhkan
waktu ±90 sekon agar sensor stabil membaca konsentrasi gas yang ada
disekitarnya. Grafik pemanasan sensor ketika mencapai waktu stabil dapat dilihat pada gambar 4.3.
37
37 Gambar 4.3. Grafik pemanasan DT-Sense LPG Sensor
konsentrasi ppm – vs – waku t
Pada saat power-up, LED hijau pada modul sensor akan berkedip dengan
cepat sampai kondisi pemanasan sensor dan hasil pembacaan sensor sudah stabil. Jika kondisi stabil sudah tercapai, maka LED hijau pada modul sensor akan
menyala tanpa berkedip. Pada kondisi operasi normal setelah kondisi power-up, LED merah akan
menyala atau padam sesuai dengan hasil pembacaan sensor dan mode operasi yang dipilih. Sedangkan selama hasil pembacaan sensor stabil, LED hijau akan
tetap menyala dan hanya berkedip pelan tiap 1 detik jika ada perubahan konsentrasi gas.
4.3. Pengujian Rangkaian LCD
Bagian ini hanya terdiri dari sebuah LCD dot matriks 16x2 karakter. Pengujian ini dilakukan untuk menunjukkan tampilan hasil pengukuran sensor gas MQ-6 dan
tampilan dari beberapa keterangan lainnya. LCD dihubungkan langsung ke Port A dari mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk
ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD. Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW. Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini
digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat
38
38 logika low
‘0’ dan set high ‘1’ pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Jalur RW adalah jalur kontrol ReadWrite. Ketika RW berlogika low
‘0’, maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika
high ‘1’, maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD.
Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low ‘0’.
Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat progam untuk menampilkan karaker pada display LCD. Adapun program yang diisikan ke
mikrokontroller untuk menampilkan karakter pada display LCD adalah sebagai berikut:
include mega32a.h include stdio.h
include delay.h include alcd.h
void mainvoid {
PORTA=0xff; DDRA=0x0F;
PORTB = 0X03; DDRB = 0X8F;
PORTB.7 = 1; DDRB.7 = 0;
lcd_init16; lcd_gotoxy0,0;
lcd_putsfZikri LPG Sensor;
} Program di atas
akan menampilkan kata “Zikri LPG Sensor” di baris pertama pada display LCD 16x2. Pada alat dalam penelitian ini, saat keseluruhan
rangkaian diaktifkan, maka pada LCD akan menampilkan status sensor dan memberitahukan apabila mengirim dan menerima sms. Untuk tampilan pengujian
LCD dapat dilihat pada gambar 4.4.
Gambar 4.4. Display pengujian LCD 16x2
39
39
4.4. Pengujian Rangkaian RS-232
Pengujian pada RS-232 ini bertujuan untuk mengetahui apakah RS-232 sudah berfungsi dengan baik untuk terhubung ke komunikasi yang lain. Pengujian ini
dilakukan dengan cara menghubungkan kaki 3 konektor RS-232 sebagai kaki pengirirm TX dan kaki 2 konektor RS-232 sebagai kaki penerima RX agar IC
Max232 dapat bekerja secara null modem. Setelah itu kirim data serial melalui komputer dengan menggunaan tera term yang terdapat pada PC. Jika pengiriman
data sama dengan di tera term maka RS-232 dapat berfungsi dengan baik. Karena komunikasi RS-232 full duplex jadi jalur pengirim Tx dan
penerima Rx terpisah, setelah jalur pengirim dan penerima pada output TTL RS- 232 digabungkan selanjutnya komputer mengirim program ke mirokontroler
melalui ISP Downloader, program yang dikirim adalah sebagai berikut. include mega32a.h
include delay.h Void main
{
UCSRA=0RXC | 0TXC | 0UDRE | 0FE | 0DOR | 0UPE | 0U2X | 0MPCM;
UCSRB=0RXCIE | 0TXCIE | 0UDRIE | 1RXEN | 1TXEN | 0UCSZ2 | 0RXB8 | 0TXB8;
UCSRC=1URSEL | 0UMSEL | 0UPM1 | 0UPM0 | 0USBS | 1UCSZ1 | 1UCSZ0 | 0UCPOL;
UBRRH=0x00; UBRRL=0x19;
while 1 {
Place your code here printftes serial \n\r;
delay_ms2000; }
} Selanjutnya buka software Tera Term, dan monitor akan menampilkan
tampilan seperti pada gambar 4.5.
40
40 Gambar 4.5. Pengujian rangkaian driver RS-232 menggunakan Tera Term
Kemudian klik button Serial, lalu klik OK. Maka selanjutnya monitor akan menampilkan tampilan yang telah diprogram pada mikrokontroler seperti yang
terlihat pada gambar 4.6.
Gambar 4.6. Tampilan hasil pengujian RS-232
4.5. Pengujian Modul GSM Wavecom Fastrack M1306b
Pengujian modul GSM wavecom Fastrack M1306b ini dilakukan dengan menggunakan windows hyper terminal. Hyper terminal adalah software bawaan
dari Windows XP yang berupa aplikasi yang digunakan untuk komunikasi data melalui komunikasi port serial dalam mengakses peripheral luar, misalnya
menguji modem, router, ataupun acces point. Sambungan ini dapat dimanfaatkan untuk mengirim data dan file dari satu sistem ke yang lainnya, tanpa perlu
menyimpan data untuk beberapa jenis perangkat luar dan kemudian memuat data secara manual ke sistem lainnya. Software ini sangat bermanfaat sekali untuk
melakukan troubleshoot koneksi dengan modem wavecom, karena dapat melewati perintah AT-Command ke modem.
41
41 Pengujian modem wavecom ini dilakukan untuk memastikan bahwa aliran
data yang dihasilkan modem wavecom sesuai dengan protokol AT-Command. Setelah itu, akan dilakukan pengujian transmitter dan receiver pada modul GSM.
Pengujian dilakukan dengan menghubungkan modem wavecom langsung dengan komputer melalui jalur data serial seperti pada gambar 4.7.
Gambar 4.7. Pengkoneksian Modul GSM dengan PC Langkah-langkah pengujiannya adalah sebagai berikut:
1. Pengujian diawali dengan membuka ‘Start’ kemudian klik ‘All program’, klik
‘Accesoris’, klik ‘Communnication’ kemudian klik ‘Hyper Terminal’.
2. Setelah itu akan muncul dialog untuk mengisikan Connection Name seperti
dibawah ini
3. Selanjutnya isi textbox name
dengan ‘Wavecom’ kemudian klik ‘OK’.
4. Selanjutnya akan muncul dialog ‘Connect to’, pada bagian ‘Connect using’
dipilih port com dimana modem terhubunga dengan PC yaitu ‘COM2’ kemudian klik ‘OK’
42
42
5. Jika muncul dialog COM2 Properties, maka diisikan Bit per Second
6. Diisikan Bit per second dengan 9600 yaitu Baudrate yang dipakai modem.
7. Selanjutnya akan muncul tampilan seperti dibawah ini, untuk menguji apakah modem sudah terhubung maka ketik perintah AT-
Command yaitu ‘AT’, bila respon yang dihasilkan ada layar adalah ‘OK’, berarti hyper terminal telah
siap mengeksekusi perintah.
4.5.1. Pengujian Transmitter pada Modul GSM