Monitoring Dan Otomatisasi Penanggulangan Kebakaran Menggunakan Modulasi Digital FSK (Frequency Shift Keying) Berbasis Mikrokontroller

Perumnas Cijerah 2Blok IX Gg,Flamboyan No:83 Rt:03 Rw:14 Cimahi Selatan, Bandung 40534

Phone : 081321566065 e-mail : putih.layung2@gmail.com

PERSONAL DETAILS

Full Name : Nimas Rayung Wulan Place of Birth : Bandung

Date of Birth : 31 Agust 1989

Gender : Female

Religion : Islam

Marital Status : Single Nationality : Indonesian

Current Address : Perumnas Cijerah 2Blok IX Gg,Flamboyan No:83 Rt:03 Rw:14 Cimahi Selatan, Bandung

40534

Phone / Mobile Phone : 081321566065

Email : putih.layung2@gmail.com ID Card Number : 1050061211865001

FORMAL EDUCATION

University : Universitas Komputer Indonesia

Faculty : Faculty. Technical and Computer Science Departement : Elektrical Engineering

Predicate : ST

Degree : Strata 1 (S1) Date From – To : 2007 - 2011

Other Formal Education

SMA KRISTEN RANTEPAO 2004-2007

SLTP NEGERI 1 RINDINGALLO 2001-2004 SDN NO.254 INPRES POTON 1998-2001

Language

Computer

Software Windows Applications, MS-Office, Protel DXP. Programming MySQL,PHP,Matlab 9.1,LabView 7.

Computer Hardware Computer service,

Language Speak Read Write

English Excellent Excellent Excellent Indonesia Language Excellent Excellent Excellent

DAFTAR PUSTAKA

Aria, Muhammad. Modul Praktikum Kendali Cerdas, Bandung : UNIKOM

www.datasheet.com, L293D, 2010, Bandung.

www.datasheet.com. LM339,2010, Bandung.

www.datasheet.com. 7805, 2009, Bandung.

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian dan analisa yang sudah dilakukan, maka dapat diambil berbagai kesimpulan antara lain sebagai berikut:

1. Keakurasian dari sensor DT-SENSE Flame Detector terbilang cukup handal karena mampu mendeteksi nyala api sekecil api lilin. Namun didalam pengukuran sensor hanya dapat mendeteksi nyala api dengan jarak 40 cm dengan high adalah sekitar 4.5V – 4.7V, dan kondisi low 2.0V

– 3.2V.

2. Dengan menggunakan modulasi Frequency Shift Keying (FSK)

penganalogian logika ”1” dengan kondisi high dan logika ”0” dengan kondisi low, didalam pengaplikasian sistem menjadi lebih mudah karena hanya mengenal dua kondisi (ada api, atau tidak ada api).

3. Keadaan sistem pengiriman dan penerimaan pesan data yang menggunakan pemancar dan penerima Frequency Modulation (FM) sangat tergantung dengan kondisi cuaca dan keadaan frekuensi yang tidak terganggu oleh siaran radio yang masuk.

5.2 Saran

Didalam perancangan sistem penanggulangan kebakaran dengan menggunakan modulasi Frequency Shift Keying (FSK) perlu ketelitian dan kecermatan dalam menentukan kondisi high dan low. Untuk merencanakan suatu sistem penaggulangan kebakaran kita h arus paham betul dengan sistem tersebut

agar tidak mengalami kendala yang berarti. Dan diharapkan dengan sistem yang digunakan dapat bermanfaat dan diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari dan dunia kerja yang akan kita jejaki di kemudian hari

PENGUJIAN DAN ANALISA

Pengujian terhadap sistem yang telah dibuat dilakukan untuk mengetahui apakah sistem yang telah dibuat sudah dapat digunakan sesuai dengan perencanaan yang ada. Pengujian dan analisa yang dilakukan meliputi pengukuran serta pengujian terhadap perangkat keras (hardware), serta pada bagian sistem transmisi data.

4.1 Pengujian Perangkat

Pengujian perangkat sistem ini bertujuan untuk membandingkan antara perancangan perangkat dengan data-data yang dihasilkan, sehingga dapat diperoleh beberapa hasil dari pengujian serta pengukuran-pengukuran yang dilakukan.

Tampak depan

Tampak atas

Bagian pemancar sistem

Gambar 4.2 Rangkaian bagian penerima sistem.

Bagian penerima sistem

Gambar 4.3 Rangkaian bagian penerima sistem.

4.1.1 Pengujian Pada Rangkaian Sensor

Sensor DT-SENSES flame detector di dalam perancangan sistem penanggulangan kebakaran digunakan sebagai pendeteksi keberadaan api. Untuk pengujian sensor DT-SENSES flame detector adalah dengan mendekatkan nyala

lilin dengan jarak antara 5 cm - 40 cm. Karena sensitivitas sensor tersebut dapat mendeteksi nyala api sekecil api lilin dengan jarak maksimum 40 cm.

Tegangan yang dihasilkan pada saat terdeteksi adanya api atau kondisi high adalah sekitar 4.5V – 4.7V, dan pada saat tidak terdeteksi adanya api atau kondisi low adalah sekitar 2.0V – 3.2V.

4.1.2 Pengujian Perangkat Mikrokontroller

Pengujian rangkaian mikrokontroler dilakukan dengan cara melakukan pengukuran pada alokasi port MAIN I/O dan alokasi port AUX I/O dari alokasi pin pada basic stamp. Tegangan input dari basic stamp adalah sebesar 9 Volt. Tegangan output yang digunakan untuk port MAIN I/O dan port AUX I/O adalah sebesar 5 volt pada pin 19 (Vcc).

4.1.3 Pengujian Pada Sistem Transmisi Data

Pengujian sistem pada transmisi data meliputi pengujian berbagai sistem rangkaian baik pada sistem modulator dan demodulator Frequency Shift Keying (FSK), dengan menggunakan sistem pemancar dan penerima Frequency Modulation (FM). Adapun yang termasuk kedalam pengujian pada sistem transmisi data adalah sebagai berikut:

4.1.3.1 Pengujian Pada Bagian Modulator Frequency Shift Keying (FSK) Pengujian modulator Frequency Shift Keying (FSK) dilakukan dengan cara memasukan nilai frekuensi yang telah ditentukan yaitu 1070 Hz sebagai mark

(bernilai logika “1”) dan 1270 Hz sebagai space (bernilai logika “0”). Lalu untuk masukan data pengganti sensor pada modulator digunakan rangkaian multivibrator astabil. Adapun beberapa pengujian pada bagian modulator

Frequency Shift Keying (FSK) menggunakan rangkaian multivibrator astabil adalah sebagai berikut:

1. Pengujian untuk frekuensi 1270 Hz sebagai mark bernilai logika “1”.

Gambar 4.4 Pengujian pada frekuensi 1270 Hz sebagai mark.

2. Pengujian untuk frekuensi 1070 Hz sebagai space bernilai logika “0”.

3. Pengujian untuk frekuensi 1270 Hz sebagai mark bernilai logika “1” dan frekuensi 1070 Hz sebagai space bernilai logika “0”, dengan masukan data menggunakan rangkaian multivibrator astabil.

Gambar 4.6 Pengujian untuk frekuensi mark dan space dengan masukan data menggunakan rangkaian multivibrator astabil (1).

Gambar 4.7 Pengujian untuk frekuensi mark dan space dengan masukan data menggunakan rangkaian multivibrator astabil (2).

4.1.3.2 Pengujian Pada Bagian Demodulator Frequency Shift Keying (FSK) Pengujian pada bagian demodulator Frequency Shift Keying (FSK) adalah dengan cara memasukan pesan data yang sudah dikirimkan dari bagian modulator yang berupa sinyal sinusoidal dengan frekuensi 1270 Hz sebagai mark dan 1070 Hz sebagai space ke bagian demodulator. Adapun hasil dari pengujian pada bagian demodulator fsk adalah sebagai berikut:

Gambar 4.8 Pengujian untuk frekuensi mark dan space pada bagian demodulator.

4.1.3.3 Pengujian Pada Bagian Pemancar dan Penerima Frequency Modulation (FM)

Pengujian pada pemancar dan penerima FM dilakukan agar dapat mengetahui informasi pesan data yang dikirim di bagian pemancar dan diterima pada bagian penerima. Pengujian ini dilakukan dengan dua cara yaitu, pengujian pertama adalah dengan melakukan pengujian pemancar dan penerima FM tanpa memasukan pesan data dibagian pemancar. Adapun hasil pengujian tersebut adalah sebagai berikut:

Gambar 4.9 Pengujian pemancar dan penerima FM tanpa masukan pesan data.

Pengujian yang kedua adalah dengan memasukan pesan data sebesar 1 KHz dibagian pemancar dengan menggunakan function generator, agar pesan data yang dikirim lebih stabil. Adapun hasil pengujian tersebut adalah sebagai berikut:

Gambar 4.10 Pengujian pemancar dan penerima FM dengan masukan pesan data sebesar 1 KHz.

Setelah dilakukan berulang kali dalam melakukan pengujian dengan masukan pesan data sebesar 1 KHz, bentuk sinyal dibagian penerima menjadi sebagai berikut:

Gambar 4.11 Pengujian pemancar dan penerima FM dengan masukan pesan data secara berulang-ulang.

Selanjutnya, pesan data yang dikirimkan melalui pemancar diganti dengan menggunakan pesan data yang ada di dalam modulator FSK yang berupa clock, lalu untuk dibagian penerima digunakan demodulator FSK. Adapun bentuk pesan data yang dikirim dibagian modulator dan demodulator melalui pemancar dan penerima FM adalah sebagai berikut:

Gambar 4.12 Pengujian pesan data di bagian modulator dan demodulator melalui pemancar dan penerima FM pada kondisi high atau nilai logika “1”.

Gambar 4.13 Pengujian pesan data di bagian modulator dan demodulator melalui pemancar dan penerima FM pada kondisi high atau nilai logika “0”.

4.1.4 Pengujian Rangkaian Catu Daya

Pengujian pada rangkaian catu daya bertujuan untuk mengukur besarnya tegangan yang dibutuhkan oleh setiap blok rangkaian. Tegangan yang dibutuhkan sebesar 5 volt , 9 volt dan 12 volt. Setelah melakukan pengukuran keluaran dari rangkaian catu daya tidak murni sebesar 5 volt , 9 volt dan 12 volt. Sehingga dari hasil pengukuran keluaran tegangan untuk 5 volt berkisar antara 4,89 volt. Lalu

hasil pengukuran keluaran tegangan untuk 9 volt berkisar antara 8,90 volt. Sedangkan hasil pengukuran keluaran tegangan untuk 12 volt berkisar antara 11,88 volt.

4.1.5 Pengujian Rangkaian Buzzer

Pengujian rangkaian buzzer ini dapat dilakukan dengan mengukur tegangan transistor pada kaki basis = 0,22 V, kolektor = 4,61 V, emitor = 0 V pada saat buzzer tidak aktif, sedangkan saat buzzer aktif tegangan transistor pada kaki basis = 0,71 V, kolektor = 0,04 V, emitor = 0 V.

4.2 Analisa

Analisa dari berbagai pengujian bertujuan untuk mengetahui apakah pengujian yang dilakukan sudah sesuai dengan perancangan sistem yang telah dibangun serta dapat ditarik kesimpulan dari kumpulan analisa tersebut.

4.2.1 Analisa Rangkaian Sensor

Sensor DT-SENSE Flame Detector memiliki tingkat keakurasian tinggi dalam mendeteksi nyala api hingga nyala api sekecil lilin. Namun didalam pengaplikasiannya jarak jangkauan yang dimiliki sensor tersebut dalam mendeteksi nyala api atau kondisi high hanya sekitar 5 cm – 40 cm. Sehingga jika nyala api lebih dari jarak jangkauan sensor tersebut, maka sensor tidak dapat mendeteksi dengan maksimal. Oleh karena penempatan dudukan untuk sensor serta sumber api (lilin) di dalam prototype yang dibuat harus diletakan sejajar. Adapun bentuk dari penempatan sensor serta sumber api (lilin) adalah sebagai berikut:

5 cm – 40 cm Sejajar

Gambar 4.14 Penempatan sensor dengan sumber api.

4.2.2 Analisa Pada Sistem Transmisi Data

Pada pengujian bagian pemancar dan penerima FM dengan memasukan input data sebesar 1 KHz, hasil sinyal yang keluar pada penerima FM sempat terpotong hal ini dikarenakan pada saat itu sistem transmisi data terhalang oleh noise.

Dikarenakan sistem transmisi data menggunakan pemancar dan penerima FM pada rentang 88MHz-108MHz, sehingga biasanya noise yang dihasilkan berdasarkan kepada siaran radio yang masuk. Noise juga bisa diakibatkan oleh kondisi cuaca. Karena sistem transmisi yang digunakan melalui radio (tanpa kabel) maka noise banyak dihasilkan oleh faktor alam. Adapun bentuk sinyal yang terpotong pada saat proses pengiriman dan penerimaan data adalah sebagai berikut:

Bentuk sinyal yang terpotong akibat noise.

Gambar 4.15 Bentuk sinyal pada bagian penerima yang sempat terpotong akibat

noise.

Pada saat sensor api di bagian pengirim mendeteksi panas dari nyala api, bentuk data yang dikirimkan pada bagian modulator dan pada bagian pemancar adalah sebagai berikut:

Data yang muncul di bagian modulator pada saat terdeteksi api (kondisi “high”)

Data yang akan dikirimkan melalui pemancar

Sedangkan pada saat sensor tidak mendeteksi nyala api bentuk data yang dikirimkan pada bagian modulator dan pada bagian pemancar adalah sebagai berikut:

Data yang muncul di bagian modulator pada saat terdeteksi api (kondisi “low”)

Data yang akan dikirimkan melalui pemancar

Gambar 4.17 Bentuk data kondisi low pada bagian modulator dan pemancar.

Pesan data yang dikirimkan melalui pemancar pada saat melalui media transmisi udara adalah berupa data acak yang tidak bisa diprediksi bentuk sinyalnya. Namun pesan data yang dikirim sudah dianggap benar karena, jika sensor mendeteksi nyala api maka pesan data yang dikirim melalui pemancar

adalah ”high” atau logika 1. Ataupun sebaliknya jika sensor tidak mendeteksi

nyala api maka pesan data yang akan dikirim melalui pemancar adalah ”low” atau logika 0.

4.2.3 Analisa Rangkaian Buzzer

Rangkaian buzzer menggunakan transistor 2N2222 yang berfungsi sebagai rangkaian saklar hal itu dibuktikan ketika kaki basis transistor diberi kondisi high dan low, dan itu juga membuktikan teori transistor sebagai saklar dimana kaki kolektor dan emitor terhubung.

PERANCANGAN DAN CARA KERJA SISTEM

Pada bab ini diterangkan tentang langkah dalam merancang cara kerja sistem, baik secara keseluruhan ataupun kinerja dari bagian-bagian sistem pendukung. Perancangan sistem ini, terdiri dari beberapa bagian sistem perancangan antara lain sebagai berikut.

1. Perancangan sistem transmisi data yang terbagi menjadi dua bagian yaitu, perancangan sistem pada sisi pengiriman data dan perancangan sistem pada sisi penerima data.

2. Bagian-bagian yang termasuk pada sisi pengiriman data adalah sebagai berikut:

a. Perancangan sensor pendeteksi api. b. Mikrokontroller basic stamp.

c. Perancangan rangkaian ULN 2003 untuk wipper. d. Perancangan motor servo.

e. Perancangan modulator Frequency Shift Keying (FSK). f. Pemancar Frequency Modulation (FM).

3. Bagian-bagian yang termasuk pada sisi penerima data adalah sebagai berikut: a. Penerima Frequency Modulation (FM).

b. Perancangan demodulator Frequency Shift Keying (FSK). c. Mikrokontroller basic stamp.

d. Perancangan warning system, yaitu display menggunakan Liquid Crystal Display (LCD) dan rangkaian buzzer sebagai alarm.

3.1 Blok Diagram Sistem Display Alarm Demodulator FSK Penerima FM Pemancar FM Modulator FSK Mikro Sensor Api Motor Servo Wipper Mikro

Gambar 3.1 Blok diagram sistem Prinsip kerja dari blok diagram diatas adalah sebagai berikut:

Di bagian pengirim sensor api (flame detector) mendeteksi panas dari munculnya nyala api. Selanjutnya, sensor tersebut akan mengirimkan sinyal logika ke mikrokontroler Apabila sensor api mendeteksi panas dari munculnya nyala api di area pengirim, maka sensor tersebut akan mengirimkan sinyal logika ”1” atau high ke mikrokontroller untuk mengarahkan dimana letak nyala api bersamaan dengan menggunakan motor servo.

Setelah mendeteksi adanya nyala api, mikrokontroller akan mengaktivkan wipper melalui rangkaian IC ULN2003 yang difungsikan sebagai driver motor dengan memberikan kondisi keadaan high guna menyemprotkan air ke area yang terindikasi adanya bahaya kebakaran.

Kemudian di bagian penerima, mikrokontroller akan menerima sinyal dari mikrokontroller di bagian pemancar untuk mengirimkan pesan logika terhadap

buzzer atau alarm agar berbunyi, serta menampilkan pesan tulisan tanda

bahaya ”Kebakaran” melalui LCD.

Setelah itu apabila api terdeteksi padam maka sensor akan mengirimkan kembali sinyal ke mikrokontroller logika ”0” atau ”low” untuk memberhentikan sistem kerja dari wipper di area pengirim, serta mikrokontroller dibagian penerima akan mematikan alarm dan menampilkan pesan tulisan ”Aman”

serta ”Awas!! Lantai basah” melalui LCD, guna mengetahui kondisi yang ada di dalam prototype ruangan tersebut.

3.2 Perancangan Sistem Pada Sisi Pengiriman Data

Pada perancangan ini akan dirancang beberapa bagian yang mendukung kinerja sistem pada proses pengiriman data. Adapun bagian-bagian perancangan pada sisi pengiriman data adalah sebagai berikut:

3.2.1 Perancangan Sensor

Sensor yang digunakan dalam perancangan sistem penanggulangan kebakaran adalah jenis sensor DT-Sense Flame Detector sebagai pedeteksi keberadaan nyala api yang muncul. Adapun keunggulan dari sensor tersebut adalah dapat mendeteksi nyala api dengan tingkat keakuratan yang tinggi Sensor DT-Sense Flame Detector merupakan sebuah modul sensor yang siap pakai yang secara otomatis tersedia . Adapun bentuk fisik dan skematik rangkaian dari sensor DT-Sense Flame Detector adalah sebagai berikut:

Sensor

Servo Interface

Gambar 3.2 Bentuk fisik dari sensor DT- DT-Senses Flame Detector.

P1

Vcc P0 Gnd

Sensor

(-) Servo (+) Servo

Data

Adapun bentuk komunikasi serial antara modul sensor DT-Senses Flame Detector dengan mikrokontroller Bs2p adalah sebagai berikut:

Tipe dan jenis bahasa yang digunakan pada mikrokontroller

Sintak untuk mengirim perintah

autoscan dari pin 0 dengan baudrate 45

Gambar 3.4 Contoh program modul sensor DT-Senses Flame Detector menggunakan mikrokontroller Bs2p.

Spesifikasi DT-Sense Flame Detector adalah sebagai berikut: a. Vcc = 4.8-5.4 volt

b. Sensitivitas = Mampu mendeteksi api sebuah lilin pada jarak maksimum 40 cm dari mata sensor.

c. Output =

3.2.2 Mikrokontroller Basic Stamp

Jenis mikrokontroller yang digunakan adalah basic stamp BS2p. Fungsi utama mikrokontroller tersebut pada sisi pengirim adalah untuk memanggil serta mengolah data yang diberikan oleh sensor pada saat mendeteksi api.

Spesifikasi mikrokontroller BS2p adalah sebagai berikut: a. Vcc = 5 volt dan 9 volt

b. Bahasa = Bahasa basic c. Output = Data

3.2.3 Perancangan Rangkaian ULN 2003 Untuk Wipper

Wipper merupakan sejenis motor listrik yang diaplikasikan sebagai penyemprot untuk mobil. Oleh karena itu wipper memerlukan sebuah rangkaian driver motor yang menggunakan IC ULN 2003 untuk mengaktivkan wipper tersebut. Adapun skematik rangkaian untuk driver motor dengan menggunakan IC ULN 2003 adalah sebagai berikut:

Gambar 3.5 Skematik rangkaian IC ULN2003 dengan mikrokontroller Bs2p.

3.2.4 Perancangan Motor Servo

Untuk mencari titik api secara otomatis maka sensor api DT-Sense Flame Detector dan wipper dipasang pada sebuah servo digital HS 5065 MG. Tujuannya adalah untuk menggerakan sensor dan wipper ke titik api dengan jarak jangkauan servo adalah sebesar 180°. Pada saat proses pencarian titik api sensor dan motor servo terus melakukan proses autoscan, dimana motor servo akan terus bergerak dengan jangakauan sebesar 180° selama proses pencarian titik api. Jika api sudah dideteksi maka secara otomatis servo akan mengarah kemana titik api berada.

Motor servo dapat diatur sesuai dengan kebutuhan, maka perlu dilakukan pemrograman guna mengatur sudut pada motor servo. Pulsa yang diberikan untuk mengatur motor servo adalah minimal mulai dari 1000-2800. Untuk melakukan pengecekan pada motor servo digunakan mikrokontroller Bs2p sebagai pemberian program untuk mengatur sudut motor servo. Adapun skematik rangkaian dari motor servo dengan mikrokontroller Bs2p adalah sebagai berikut:

Gambar 3.6 Skematik rangkaian motor servo dengan mikrokontroller Bs2p.

Adapun contoh program sederhana untuk mengatur sudut motor servo pada mikrokontroller Bs2p adalah sebagai berikut:

Tipe dan jenis bahasa yang digunakan pada mikrokontroller

Memberikan pulsa 1000 ke pin 3

Spesifikasi dari motor servo digital HS 5065 MG adalah sebagai berikut: a. Vcc = 4.8-6.0 volt.

b. Jarak jangkauan = 180° (Dari poros sudut ke kanan dan dari poros sudut ke kiri).

Namun, dikarenakan pada modul sensor api DT-Sense Flame Detector sudah secara otomatis terdapat sistem untuk motor servo maka tidak diperlukan program tambahan untuk mengatur motor servo tersebut. Adapun realisasi dari perancangan motor servo beserta sensor api DT-Sense Flame Detector dan wipper adalah sebagai berikut:

Sensor Api

Motor servo Wipper

Gambar 3.8 Perancangan motor servo dengan sensor dan wipper.

3.2.5 Perancangan Modulator Frequency Shift Keying (FSK)

Untuk perancangan modulator Frequency Shift Keying (FSK), digunakan dua osilator sinusoidal untuk pemunculan sinyal pada output FSK tergantung dari nilai logika data yang diberikan. Salah satunya adalah rangkaian FSK yang mempunyai frekuensi mark (bernilai logika 1) sebesar 1270 Hz dan frekuensi

space (bernilai logika 0) sebesar 1070 Hz dengan menggunakan IC XR-2206 sebagai pembangkit gelombang FSK serta penggabungan antara perangkat keras pendukung modulator digital tersebut. Adapun gambar rangkaian dari pembangkit gelombang FSK menggunakan IC XR-2206 adalah sebagai berikut:

Rangkaian modulator FSK menggunakan IC XR-2206

VCC

P4

Output Data

VCC = 12 volt

Gambar 3.9 Pembangkitan gelombang Frequncy Shift Keying (FSK) menggunakan IC XR-2206.

Nilai frekuensi output masing-masing sudah ditentukan yaitu 1270 Hz (mark) dan 1070 Hz (space). Sehingga untuk menghitung nilai timing resistor pada pin 7 untuk R1 dan pin 8 untuk R2 adalah digunakan rumus sebagai berikut:

dan ..………...……...(3.1) Perhitungan untuk nilai resistor di pin 7 dengan frekuensi sebesar 1270 Hz adalah:

...………..(3.3)

...………(3.4)

...………..………..(3.5)

Sedangkan, perhitungan untuk nilai resistor di pin 8 dengan frekuensi sebesar 1070 Hz adalah:

...………..(3.6)

...………..(3.7)

...……….(3.8)

...………..…………...…………(3.9)

Spesifikasi untuk rangkaian modulator FSK menggunakan IC XR-2206 adalah sebagai berikut:

a. Vcc = 12 volt

b. Sinyal input = Data “1”dan “0”

c. Frekuensi = F1 = 1270 Hz (Mark) dan F2 = 1070 Hz (Space) d. Output =

3.2.6 Multivibrator Astabil

Rangkaian multivibrator astabil terdiri dari IC NE555 yang berupa IC clock, beberapa komponen resistor dan kapasitor. Fungsi dari rangkaian multivibrator astabil ini hanya sebatas pengecekan pada modulator FSK, rangkaian ini digunakan sebagai masukan data pada modulator pengganti data sensor atau data sistem yang sebenarnya. Adapun skematik rangkaian dari multivibrator astabil adalah sebagai berikut:

Vcc 1 5 6 7 8 4 3 2 Ra Rb C1 C2 NE 555 Mod Fsk (Pin 9)

Gambar 3.10 Skematik rangkaian multivibrator astabil.

Spesifikasi rangkaian multivibrator astabil adalah sebagi berikut:

a. Vcc = 5 volt

Adapun skematik rangkaian keseluruhan dari perancangan modulator Frequency Shift Keying (FSK) adalah sebagai berikut:

VCC Output Data P4

XR - 2206

1 2 3

1 2 3 4 5 6 7 8

9 10 11 12 13 14 15 16

1 2 3 4

5 6 7 8 NE 555 Output Data

Gambar 3.11 Skematik rangkaian keseluruhan modulator Frequency Shift Keying (FSK).

Realisasi dari perancangan alat modulator Frequency Shift Keying (FSK) dengan rangkaian multivibrator astabil adalah sebagai berikut:

3.2.7 Pemancar Frequency Modulation (FM)

Rangkaian pemancar yang digunakan adalah rangkaian pemancar Frequency Modulation (FM) yang siap pakai atau yang sudah beredar dipasaran. Adapun skematik rangkaian dari pemancar FM adalah sebagai berikut:

10Ω 47KΩ

VR

2K2Ω

22n

100p 3K3Ω

47K Ω 6K8Ω 330Ω 10p 100p 100p 5K6Ω 33p 7p 2K2

Ω 220Ω 10kΩ 33p 33p 7p 47KΩ 100p 100p 1K5Ω 1K5Ω

10kΩ 100kΩ 2K2Ω 47KΩ

100p 3K3Ω

10kΩ 100p 27p 5K6Ω 10kΩ 27p 47p 100p 100p 100p 100p AUDIO RF OUT +12 Volt -12 Volt IN

Gambar 3.13 Skematik rangkaian pemancar FM.

Spesifikasi dari pemancar FM yang digunakan adalah sebagai berikut:

a. Vcc = 12 volt

b. Frekuensi = 88 MHz-108 Mhz c. Output = Data sinyal termodulasi

d. Konfigurasi pin = Pin Audio : Input data dari modulator FSK Pin IN : Ground data dari modulator FSK Pin RF : + Antenna

3.3 Perancangan Keseluruhan Sistem Pada Sisi Pengiriman Data

Perancangan keseluruhan sistem pada sisi pengiriman data meliputi perancangan dari bagian pengiriman data sensor pada mikrokontroller, dengan menggunakan modulasi Frequency Shift Keying (FSK) sampai pada bagian pemancar Frequency Modulation (FM). Adapun bentuk dari perancangan tersebut adalah sebagai berikut:

Adapun bentuk program pada mikrokontroller Bs2p di bagian pemancar adalah sebagai berikut:

3.4 Perancangan Sistem Pada Sisi Penerima Data

Pada perancangan ini akan dirancang beberapa bagian yang mendukung kinerja sistem pada proses penerima data. Adapun bagian-bagian perancangan pada sisi penerimaan data adalah sebagai berikut:

3.4.1 Penerima Frequency Modulation (FM)

Rangkaian penerima yang digunakan adalah rangkaian penerima Frequency Modulation (FM) yang siap pakai atau yang sudah beredar dipasaran. Adapun skematik rangkaian dari penerima FM adalah sebagai berikut:

RCA Output

+

-Gambar 3.15 skematik rangkaian penerima FM. Spesifikasi dari penerima FM yang digunakan adalah sebagai berikut:

a. Vcc = 12 volt

b. Frekuensi = 88 MHz-108 MHz c. Output = Sinyal termodulasi

d. Konfigurasi pin = Pin + : Output data ke demodulator FSK Pin - : Ground

3.4.2 Perancangan Demodulator Digital Frequency Shift Keying (FSK) Demodulator digital Frequency Shift Keying (FSK) adalah suatu rangkaian yang digunakan mengkonversikan kembali bentuk asal sinyal modulasi yang diterima pada sisi receiver. Adapun skematik rangkaian demodulator digital FSK dengan menggunakan IC LM567 adalah sebagai berikut:

Pin 1

Vcc Penerima C2

C3

C1 R1

RL

Gambar 3.16 Skematik rangkaian demodulator digital FSK.

Adapun spesifikasi dari rangkaian demodulator FSK menggunakan IC LM 567 adalah sebagai berikut:

a. Vcc = 5 Volt

b. Sinyal input = Data “1” dan “0”

c. Frekuensi = F1 = 1070 Hz dan F2 = 1270 Hz, maka Fcenter adalah sebagai berikut:

d. Output =

Adapun skematik rangkaian keseluruhan dari demodulator Frequency Shift Keying (FSK) adalah sebagai berikut:

LED

+

-LM 567

1 2 3 4

5 6 7 8

741

1 2 3 4

5 6 7 8 output Input Vcc

Gambar 3.17 Skematik rangkaian keseluruhan demodulator Frequency Shift Keying (FSK).

Realisasi dari perancangan alat demodulator Frequency Shift Keying (FSK) adalah sebagai berikut:

Gambar 3.18 Demodulator Frequency Shift Keying (FSK).

3.4.3 Mikrokontroller Basic Stamp

Jenis mikrokontroller yang digunakan adalah basic stamp BS2p. Fungsi utama mikrokontroller tersebut pada sisi penerima adalah untuk mengolah kembali sinyal data yang dikirim dari sisi pemancar, untuk menampilkan tanda bahaya kebakaran melalui display tulisan tanda bahaya kebakaran dan rangkaian sistem buzzer sebagai alarm untuk peringatan yang berupa bunyi.

Spesifikasi mikrokontroller BS2p adalah sebagai berikut: a. Vcc = 5 volt dan 9 volt

b. Bahasa = Bahasa basic c. Output = Data

3.5 Perancangan Warning System

Perancangan sistem warning system digunakan sebagai tanda peringatan untuk memberitahukan adanya bahaya kebakaran. Perancangan Warning System menggunakan dua buah peringatan tanda bahaya kebakaran, yaitu dengan menggunakan Liquid Crystal Display (LCD) dan buzzer.

3.5.1 Perancangan Display Menggunakan Liquid Crystal Display (LCD) Liquid Crystal Display (LCD) digunakan sebagai display yang menampilkan pesan tulisan tanda bahaya kebakaran. Adapun skematik rangkaian untuk Liquid Crystal Display (LCD) adalah sebagai berikut:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314

Vdd Vss P7 P1 P4 P5 P6 P3 P2 RS R/W DB4 DB5 DB6 DB7 E

10 KΩ

Gambar 3.19 Skematik rangkaian untuk Liquid Crystal Display (LCD).

Adapun Realisasi dari perancangan rangkaian display menggunakan Liquid Crystal Display (LCD) sebagai berikut:

Adapun contoh program LCD pada Basic Stamp Bs2p adalah sebagai berikut:

3.5.2 Perancangan Alarm

Perancangan alarm digunakan sebagai sistem peringatan tanda bahaya kebakaran berupa bunyi atau suara. Sistem alarm yang digunakan adalah sistem buzzer. Buzzer merupakan pembangkit bunyi, dalam sistem ini digunakan sebagai tanda peringatan bahwa sensor mendeteksi adanya gangguan. Adapun skematik dan realisasi rangkaian dari buzzer adalah sebagai berikut:

Buzzer

470 1k

Vcc 2N2222A

P1

Gambar 3.21 Rangkaian buzzer.

Adapun contoh program untuk mengaktivkan buzzer pada mikrokontroller Bs2p adalah sebagai berikut:

Tipe dan jenis bahasa yang digunakan pada mikrokontroller

Memberikan nilai logika “_{ke pin 15} 1” atau high

.

Gambar 3.23 Contoh program untuk mengaktivkan buzzer pada mikrokontroller Bs2p.

3.6 Perancangan Keseluruhan Sistem Pada Sisi Penerima Data

Perancangan keseluruhan sistem pada sisi penerima data meliputi perancangan dari bagian penerimaan pesan data yang telah dikirimkan dari sisi pemancar, yang kemudian ditampilkan pada sistem warning system. Adapun bentuk dari perancangan tersebut adalah sebagai berikut:

Adapun bentuk program pada mikrokontroller Bs2p di bagian penerima adalah sebagai berikut:

3.7 Perancangan Catu Daya

Di dalam perancangan sistem diperlukan catu daya untuk memaksimalkan sistem kerja dari masing-masing rangkaian. Catu daya yang digunakan adalah +5 volt dan +12 volt, untuk rangkaian modulator dan demodulator FSK, pemancar dan penerima FM, sensor, alarm dan display. Sedangkan catu daya +9 volt digunakan untuk mikrokontroller basic stamp. Adapun beberapa skematik rangkaian untuk catu daya adalah sebagai berikut:

Skematik rangkaian untuk catu daya 5 volt

Gambar 3.25 Skematik rangkaian untuk catu daya 5 volt.

Skematik rangkaian untuk catu daya 9 volt

9v 9v

Skematik rangkaian untuk catu daya 12 volt Gambar 3.27 Skematik rangkaian untuk catu daya 12 volt.

Realisasi dari perancangan catu daya 5 volt, 9 volt dan 12 volt adalah sebagai berikut:

3.8 Flowchart

Adapun diagram alur atau flowchart di sisi pengirim adalah sebagai berikut:

Start

Inisialisasi

Kirim Sinyal Aman

Kirim perintah autoscan ke modul sensor api

Berhenti 20 ms

i=i+1

Kirim perintah read autoscan ke modul sensor api

Terima data sensor

Data sensor

≤255

Nyalakan

Wipper Aman

T

Y

i=0

Y

T i=250

Adapun diagram alur atau flowchart di sisi penerima adalah sebagai berikut:

Start

Inisialisasi

Terima data dari demodulator

Sensor =1 Aktivkan buzzer Kirim kata “Kebakaran” ke LCD Berhenti 20 ms

Terima data dari demodulator

Sensor =0

Matikan buzzer

Kirim kata “Aman,

Awas!! Lantai

Basah” ke LCD

Berhenti 20 ms Y Y T T

Tampilan untuk Liquid Crystal Display (LCD) adalah sebagai berikut:

LCD

Clear display

Move scrsr

Inisialisasi

Terima data dari BS

Berhenti 100 ms

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Modulasi dan Demodulasi

Modulasi adalah suatu proses dimana parameter dari suatu gelombang divariasikan secara proposional terhadap gelombang lain. Parameter yang diubah tergantung pada besarnya modulasi yang diberikan. Proses modulasi membutuhkan dua buah sinyal pemodulasi yang berupa sinyal informasi dan sinyal pembawa (carrier) dimana sinyal informasi tersebut ditumpangkan oleh sinyal carrier.

Maka secara garis besar dapat diasumsikan bahwa modulasi merupakan suatu proses dimana gelombang sinyal termodulasi ditransmisikan dari transmitter ke receiver. Pada sisi receiver sinyal modulasi yang diterima dikonversikan kembali kebentuk asalnya, proses ini disebut dengan demodulasi. Rangkaian yang digunakan untuk proses modulasi disebut dengan modulator, sedangkan rangkaian yang digunakan untuk proses demodulasi disebut demodulator.

Modulasi terbagi menjadi dua bagian yaitu modulasi sinyal analog dan modulasi sinyal digital.

2.1.1 Modulasi Analog

Modulasi analog adalah proses pengiriman sinyal data yang masih berupa sinyal analog atau berbentuk sinusoidal. Adapun yang termasuk kedalam modulasi analog adalah sebagai berikut:

1. Amplitude Modulation (AM)

Amplitude Modulation (AM) adalah modulasi yang paling sederhana. Gelombang pembawa (carrier wave) diubah amplitudonya sesuai dengan signal informasi yang akan dikirimkan. Modulasi ini disebut juga linear modulation, artinya bahwa pergeseran frekuensinya bersifat linier mengikuti signal informasi yang akan ditransmisikan.

2. Frequency Modulation (FM)

Frequency Modulation (FM) adalah nilai frekuensi dari gelombang pembawa (carrier wave) diubah-ubah menurut besarnya amplitudo dari sinyal informasi. Karena noise pada umumnya terjadi dalam bentuk perubahan amplitudo, FM lebih tahan terhadap noise dibandingkan dengan AM.

3. Phase Modulation (PM)

Phase Modulation (PM) adalah proses modulasi yang mengubah fasa sinyal pembawa sesuai dengan sinyal pemodulasi atau sinyal pemodulasinya. Sehingga dalam modulasi PM amplitudo dan frekuensi yang dimiliki sinyal pembawa tetap, tetapi fasa sinyal pembawa berubah sesuai dengan informasi.

Adapun bentuk dari sinyal modulasi analog adalah sebagai berikut :

Gambar 2.1 Bentuk sinyal modulasi analog.

2.1.2 Modulasi Digital

Modulasi digital adalah teknik pengkodean sinyal dari sinyal analog ke dalam sinyal digital (bit-bit pengkodean). Pada teknik ini, sinyal informasi digital yang akan dikirimkan dipakai untuk mengubah frekuensi dari sinyal pembawa. Dalam komunikasi digital, sinyal informasi dinyatakan dalam bentuk digital

berupa biner ”1” dan ”0”, sedangkan gelombang pembawa berbentuk sinusoidal yang termodulasi disebut juga modulasi digital. Adapun yang termasuk kedalam modulasi digital adalah sebagai berikut:

1. Amplitude Shift Keying (ASK)

Modulasi digital Amplitude Shift Keying (ASK) adalah pengiriman sinyal digital berdasarkan pergeseran amplitudo. Sistem modulasi ini merupakan sistem

modulasi yang menyatakan sinyal digital 1 sebagai suatu nilai tegangan dan sinyal digital 0 sebagai suatu nilai tegangan yang bernilai 0 volt. Sehingga dapat diketahui bahwa didalam sistem modulasi ASK, kemunculan frekuensi gelombang pembawa tergantung pada ada tidaknya sinyal informasi digital. Adapun bentuk dari sinyal modulasi digital Amplitude Shift Keying (ASK) adalah sebagai berikut:

1

1 0

Gambar 2.2 Sinyal modulasi digital Amplitude Shift Keying (ASK).

2. Frequency Shift Keying (FSK)

Modulasi digital Frequency Shift Keying (FSK) merupakan sejenis Frequency Modulation (FM), dimana sinyal pemodulasinya (sinyal digital) menggeser outputnya antara dua frekuensi yang telah ditentukan sebelumnya, yang biasa diistilahkan frekuensi mark dan space. Modulasi digital dengan FSK juga menggeser frekuensi carrier menjadi beberapa frekuensi yang berbeda didalam band-nya sesuai dengan keadaan digit yang dilewatkannya. Jenis modulasi ini tidak mengubah amplitudo dari signal carrier yang berubah hanya frekuensi.

Teknik FSK banyak digunakan untuk informasi pengiriman jarak jauh atau teletype. Standar FSK untuk teletype sudah dikembangkan selama bertahun-tahun, yaitu untuk frekuensi 1270 Hz merepresentasikan mark atau 1, dan 1070 Hz merepresentasikan space atau 0. Adapun bentuk dari sinyal modulasi digital Frequency Shift Keying (FSK) adalah sebagai berikut:

1

0

1

Gambar 2.3 Sinyal modulasi digital Frequency Shift Keying (FSK).

3. Phase Shift Keying (PSK)

Modulasi digital Phase Shift Keying (PSK) merupakan modulasi yang menyatakan pengiriman sinyal digital berdasarkan pergeseran fasa. Biner 0 diwakilkan dengan mengirim suatu sinyal dengan fasa yang sama terhadap sinyal yang dikirim sebelumnya dan biner 1 diwakilkan dengan mengirim suatu sinyal dengan fasa berlawanan dengan sinyal dengan sinyal yang dikirim sebelumnya. Dalam proses modulasi ini, fasa dari frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah sesuai dengan perberubah-ubahan status sinyal informasi digital. Adapun bentuk dari sinyal modulasi digital Phase Shift Keying (PSK) adalah sebagai berikut:

1

1 0

Gambar 2.4 Sinyal modulasi digital Phase Shift Keying (PSK).

Namun untuk cara kerja sistem dari perancangan alat lebih dititik beratkan pada modulasi digital Frequency Shift Keying (FSK).

2.2 Perangkat keras pendukung modulator Frequency Shift Keying (FSK). Di dalam perancangan modulator Frequency Shift Keying (FSK) digunakan perangakat keras pendukung modulator tersebut yaitu dengan menggunakan Integrated Circuit (IC) 2206. Gambaran umum dari IC XR-2206 adalah sebagai berikut XR-XR-2206 merupakan generator fungsi monolitik sirkuit terpadu mampu menghasilkan bentuk gelombang pulsa yang stabil dan memiliki tingkat akurasi yang tinggi. Keluaran gelombang pulsa baik amplitudo ataupun frekuensinya dapat diatur oleh tegangan eksternal. Frekuensi operasi eksternal dapat dipilih antara rentang 0.01Hz sampai dengan 1 MHz. Adapun bentuk fisik dari IC XR-2206 adalah sebagai berikut:

Gambar 2.5 Bentuk fisik IC XR-2206.

IC XR-2206 memiliki 16 pin dengan kegunaan dari pin-pin tersebut adalah sebagai berikut :

Tabel 2.1 Konfigurasi pin dari IC XR-2206

2.2.2 Multivibrator Astabil

Multivibrator astabil adalah multivibrator yang keluarannya selalu berubah dengan sendirinya, dari rendah ke tinggi kemudian ke rendah secara berulang. Perubahan ini akan berhenti apabila catu daya diputuskan. Rangkaian

multivibrator astabil menggunakan IC pewaktu NE 555. Adapun bentuk fisik dan konfigurasi pin NE 555 adalah sebagai berikut:

Gambar 2.6 Bentuk fisik dan konfiigurasi pin NE 555 multivibrator astabil.

2.3 Perangkat keras pendukung demodulator Frequency Shift Keying

(FSK).

Di dalam perancangan demodulator Frequency Shift Keying (FSK) digunakan perangakat keras pendukung modulator tersebut yaitu dengan menggunakan Integrated Circuit (IC) LM 567. Gambaran umum dari IC LM 567 adalah sebagai berikut LM 567 adalah suatu IC tone dekoder multi fungsi yang di desain untuk menghasilkan saklar transistor bersaturasi pada ground ketika sinyal input hadir dengan pita frekuensi yang diloloskan (passband). Salah satu aplikasi dari IC LM 567 itu sendiri adalah dapat menghasilkan demodulasi FSK dengan pita yang lebar. Adapun bentuk fisik dan konfigurasi pin dari IC LM 567 adalah sebagai berikut:

Gambar 2.7 Bentuk fisik dan konfigurasi pin dari IC LM 567.

2.3.1 Op-Amp

Peguat operasional atau disebut Op-Amp adalah sebuah rangkaian elektronik yang dirancang dan dikemas secara khusus sehingga dengan menambahkan komponen diluar IC, rangkaian dapat dipakai untuk berbagai keperluan. Komponen utama dalam membuat rangkaian Op-Amp adalah IC LM 741. Adapun bentuk fisik dan konfigurasi pin dari IC LM 741 adalah sebagai berikut:

Gambar 2.8 Bentuk fisik dan konfigurasi pin LM 741.

2.4 Pemacar dan Penerima Frequency Modulation (FM)

Rangkaian pemancar merupakan suatu osilator yang berfungsi untuk membangkitkan gelombang persegi, kemudian dipancarkan oleh transducer

pemancar. Pada sistem pemancar FM terdapat tiga bagian penting yaitu Voltage Controlled Oscillator (VCO), penyangga atau buffer dan penguat akhir atau tranducer. Frekuensi pemancar FM berada pada rentang 88 MHz-108 MHz.

Sedangkan rangkaian penerima adalah suatu rangkaian yang digunakan untuk menerima sinyal frekuensi radio yang dipancarkan oleh rangkaian pemancar. Penerima radio melakukan fungsi memisahkan dua sinyal radio yang dikehendaki dari semua sinyal radio lain yang mungkin akan diterima oleh antena, dan menolak semua sinyal lain.

Sinyal yang dipisahkan tersebut kemudian diperkuat sampai ketingkat yang dapat dipergunakan. Sinyal yang diterima tersebut kemudian dipisahkan dari pembawa (carrier) radio, dan diteruskan ke pemakai. Sehingga dapat dikatakan bahwa sistem penerima berfungsi sebagai penerima gelombang yang dihasilkan dari transducer pemancar

Adapun bentuk fisik dari rangakaian pemacar dan peneriam Frequency Modulation (FM) adalah sebagai berikut:

Pemancar FM Penerima FM

Gambar 2.9 Bentuk fisik dari pemancar dan penerima Frequency Modulation (FM).

2.5 BASIC Stamp

DT-BASIC mini sistem merupakan suatu modul single chip dengan mikrokontroler BASIC Stamp BS2p40 dan kemampuan komunikasi serial secara UART serta Serial Dowloading. Modul komunikasi ini cocok digunakan dalam aplikasi-aplikasi sederhana hingga kompleks.

2.5.1 Spesifikasi Hardware

1. Mikrokontroler BASIC Stamp 2P40 interpreter chip (PBASIC28W/P40). 2. 8 × 2Kbyte EEPROM yang mampu menampung hingga 4.000 intruksi. 3. Kecepatan prossesor 20MHz turbo dengan kecepatan eksekusi program

hingga 12.000 intruksi per detik.

4. RAM sebesar 38 byte (12 I/O, 26 variabel) dengan scratch pad sebesr 128 byte.

5. Jalur input/output sebanyak 32 pin dengan kemampuan source/sink arus sebesar 30 mA per pin dan 60 mA per 8 pin.

6. Jumlah instruksi yang didukung: 61.

7. Tersedia jalur komunikasi serial UART RS-232 dengan konektor DB9. 8. Tegangan input 9 – 12 VDC dan tegangan output 5 VDC.

Adapun konfigurasi pin dari DT-BASIC Mini Sistem sebagai berikut :

Vcc=9 volt GND

GND Vcc=5 volt

Gambar 2.10 Konfigurasi pin yang digunakan pada BASIC Stamp.

Pada gambar konfigurasi pin di atas sebenarnya terdapat dua port I/O yaitu port pin A dan Pin P. Untuk masukan tegangan untuk basic stamp digunakan tegangan sebesar 9V, untuk masukan menjadi 5V. Adapun bentuk fisik dari BASIC Stamp mini sistem adalah sebagai berikut:

2.5.2 Pengenalan BASIC Stamp Editor

BASIC Stamp editor adalah sebuah editor yang dibuat oleh Parallax Inc untuk menulis program, meng-kompile dan men-download ke mikrokontroler keluarga BASIC Stamp. Bahasa pemograman yang digunakan adalah bahasa Basic. Adapun tampilan utama dari BASIC Stamp editor adalah sebagai berikut :

Gambar 2.12 Tampilan utama BASIC Stamp editor.

Untuk pemilihan tipe dari mikrokontroler dapat di setting dengan mengklik Directive seperti seperti gambar dibawah ini :

Gambar 2.13 Pemilihan tipe mikrokontroler melalui menu utama (Directive).

Setelah dipilih submenu “Bs2p” pada menu Directive maka tampilan BASIC Stamp editor akan menjadi sebagai berikut:

2.6 Sensor

Dalam perancangan sebuah sistem penanggulangan kebakaran, sensor merupakan salah satu bagian terpenting dalam sistem. Karena kemampuan suatu sistem penanggulangan kebakaran akan tergantung pada aktivitas dan sensitivitas sensor dalam mendeteksi adanya kebakaran. Sensor yang digunakan adalah sensor DT-Sense Flame detector untuk mendeteksi api. Alasan penggunaan sensor tersebut adalah pertimbangan kemudahan pembacaan deteksi dini kebakaran yang berupa nyala api.

2.6.1 DT-SENSE Flame detector

DT-SENSE Flame detector adalah sensor yang dapat mendeteksi nyala api dengan jarak maksimum 40 cm dari ujung sensor. Sensor tersebut memiliki antarmuka UART TTL dengan kecepatan baud rate 38400 bps. Adapun bentuk fisik dari sensor api atau DT-SENSE Flame detektor beserta modulnya adalah sebagai berikut:

Gambar 2.15 Bentuk fisik beserta modul sensor pendeteksi api atau Flame detector.

2.7 Penyemprot Air (Wipper)

Penyemprot air atau wipper digunakan sebagai penaggulangan jika terdeteksi adanya api. Wipper yang digunakan adalah sejenis motor listrik yang diaplikasikan sebagai penyemprot kaca yang biasa digunakan pada mobil. Cara kerja dari wipper itu sendiri adalah jika tegangan masukan sebesar 5 volt artinya

kondisi “high” maka wipper akan menyemprotkan air yang ada di dalam tabung, namun sebaliknya jika tegangan masukan sebesar 0 volt artinya kondisi “low” maka wipper tidak akan menyemprotkan air. Adapun bentuk fisik dari penyemprot air atau wipper itu sendiri adalah sebagai berikut:

Gambar 2.16 Penyemprot air atau wipper.

2.7.1 Perancangan Rangkaian ULN 2003 Untuk Wipper

Rangkaian ULN 2003 dirancang sebagai driver motor untuk mengaktivkan wipper. ULN 2003 adalah deretan transistor darlington yang mempunyai kemampuan penguat arus dengan arus beban maksimum 500 mA. Adapun bentuk fisik dan konfigurasi pin dari ULN 2003 adalah sebagai berikut:

Gambar 2.17 Bentuk fisik dan konfigurasi pin IC ULN2003.

2.8 Motor Servo HS 5065 MG

Motor servo adalah sebuah motor dengan sistem closed feedback di mana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor servo jenis HS 5065 MG adalah jenis motor servo digital yang hanya mampu bergerak dua arah, dengan masing-masing sudut putar dari tengah ke kanan sebesar 90° dan dari tengah ke kiri sebesar 90°, sehingga total sudut putar dari kanan – tengah – kiri adalah sebesar 180°. Adapun bentuk sudut putar dari servo HS 5065 MG adalah sebagai berikut:

90° 90°

180°

Gambar 2.18 Sudut putar servo digital HS 5065 MG.

Sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor. Adapun skematik rangkaian dari motor servo adalah sebagai berikut:

Biru Kuning

Hijau

Ground Vcc

P0

Gambar 2.19 Skematik rangkaian motor servo

Adapun bentuk fisik dari motor servo HS 5065 MG adalah sebagai berikut:

Gambar 2.20 Bentuk fisik dari motor servo HS 5065 MG.

2.9 Warning System

Rangkaian sistem warning system digunakan sebagai sistem untuk mengetahui peringatan dini adanya tanda-tanda kebakaran. Rangkaian sistem warning system terdiri dari display yang menggunakan LCD (Liquid Crystal Display) untuk menampilkan pesan tulisan tanda bahaya “Kebakaran”, dan rangkaian sistem buzzer sebagai alarm untuk peringatan yang berupa bunyi.

2.9.1 Display Menggunakan Liquid Crystal Display (LCD)

LCD LM8162A merupakan modul LCD matrix dengan konfigurasi 16 karakter 2 baris dengan setiap karakternya dibentuk oleh 8 baris pixel dengan 5 kolom pixel. Adapun bentuk fisik dan konfigurasi pin dari LCD LM8162A adalah sebagai berikut:

LCD Tampak depan LCD Tampak belakang

Gambar 2.21Bentuk fisik Liquid Crystal Display (LCD).

Adapun konfigurasi pin dari LCD LM8162A adalah sebagai berikut:

Tabel 2.2 Konfigurasi pin pada Liquid Crystal Display (LCD). Pin no. Symbol Description

1 Vss Ground

2 Vdd Power supply

3 VO Operating voltage for LCD 4 RS H: DATA, L:Instruction code

5 R/W H:Read, L:Write

6 E Chip enable signal

7 DB0 Data bit 0

8 DB1 Data bit 1

9 DB2 Data bit 2

10 DB3 Data bit 3

11 DB4 Data bit 4

12 DB5 Data bit 5

13 DB6 Data bit 6

14 DB7 Data bit 7

15 A LED+

2.9.2 Alarm

Alarm digunakan sebagai sistem peringatan tanda bahaya kebakaran berupa bunyi atau suara. Sistem alarm yang digunakan adalah sistem buzzer. Buzzer atau bel listrik adalah suatu alat untuk memberi sinyal suara secara khas. Secara umum bel listrik sering digunakan untuk suatu rangkaian sensor dengan pengendali dan digunakan sebagai penanda yang berupa suara. Adapun bentuk fisik dan simbol dari buzzer adalah sebagai berikut:

Gambar 2.22 Bentuk fisik dari buzzer.

2.10 Catu Daya

Catu daya memiliki salah satu peranan penting dalam hal perancang sistem pendeteksi dan penanggulangan kebakaran tersebut. Karena jika rangkaian perangkat elektronika tidak diberi catu daya yang baik, maka kinerja dari sistem juga tidak akan baik. Pemberian catu daya yang tepat akan menghasilkan kinerja sistem yang baik.

Rangkaian catu daya yang digunakan menghasilkan tegangan catu antara lain sebesar 5 volt, 9 volt dan 12 volt, dengan memperoleh catu atau sumber tegangan dari jala-jala listrik rumah tangga. Untuk memperoleh tegangan catu yang diinginkan maka diperlukan regulator voltage atau IC regulator agar output tegangan menjadi stabil. IC regulator dibagi menjadi dua yaitu, IC regulator

untuk mendapatkan keluaran tegangan positif dan IC regulator untuk mendapatkan keluaran tegangan negatif. Adapun bentuk fisik dari IC regulator adalah sebagai berikut:

IN GND

OUT

78xx untuk regulator positif

IN

GND OUT

79xx untuk regulator negatif

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Api merupakan suatu elemen yang sangat bermanfaat bagi manusia jika dapat mengendalikan dalam pemanfaatannya, akan tetapi juga sangat penting untuk menghindarinya jika terjadi kebakaran. Beberapa tanda-tanda kebakaran adalah munculnya api pada lokasi terjadinya kebakaran.

Pada sebuah perusahaan ataupun perumahan saat ini sangat diperlukan adanya sebuah pengamanan. Khususnya pengamanan dalam mengantisipasi bahaya kebakaran yang dapat terjadi secara tak terduga. Deteksi dini secara otomatis sangat diperlukan apabila keadaan darurat dan membutuhkan kecepatan serta ketepatan dalam mengatasi masalah tersebut.

Oleh sebab itu, sebuah sistem pemadam kebakaran harus dapat mendeteksi tanda-tanda kebakaran serta menanggulanginya secara otomatis. Semakin cepat dan akurat sebuah sistem mengetahui tanda-tanda kebakaran, maka akan semakin cepat pula sistem tersebut untuk mengambil keputusan dalam mencegah meluasnya api.

Dalam tugas akhir yang berjudul “Monitoring dan otomatisasi

penanggulangan kebakaran menggunakan modulasi digital Frequency Shift Keying (FSK) berbasis mikrokontroller”, akan merancang sebuah sistem yang dapat menanggulangi kebakaran secara otomatis, serta memonitoring dan mendeteksi tanda-tanda kebakaran jarak jauh dengan menggunakan modulasi

Frequency Shift Keying (FSK) melalui media antenna pemancar Frequency Modulation (FM).

1.2 Tujuan

Monitoring dan otomatisasi penanggulangan kebakaran menggunakan modulasi digital Frequency Shift Keying (FSK) berbasis mikrokontroller ini bertujuan untuk.

- Secepat mungkin mendeteksi tanda-tanda kebakaran pada suatu ruangan.

- Pengaplikasian sistem penanggulangan pemadaman api secara jarak jauh, dengan menggunakan pemancar Frequency Modulation (FM) serta menggunakan teknik modulasi Frequency Shift Keying (FSK).

- Mengaplikasikan sistem mikrokontroller basic stamp agar cara kerja sistem penanggulangan kebakaran bersifat otomatis.

- Mengaplikasikan sensor api flame detector sebagai deteksi api saat terjadinya bahaya kebakaran.

1.3 Perumusan Masalah

Permasalahan yang akan dibahas pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut.

1. Bagaimana cara merancang suatu sistem yang dapat mendeteksi kebakaran secara akurat.

2. Bagaimana memonitoring suatu keadaan agar mengetahui tanda-tanda dari kebakaran itu sendiri.

3. Bagaimana cara mengimplementasikan suatu sistem tersebut, agar dapat memadamkan api secara otomatis.

1.4 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Perancangan sistem dalam tugas akhir ini adalah berupa prototype penanggulangan kebakaran dengan menggunakan lilin sebagai indikasi kebakaran.

2. Pada proses pengiriman dan penerimaan data penulis menggunakan teknik modulasi FSK (Frequency Shift Keying) dengan range frekuensi 1270 Hz merepresentasikan mark atau 1, dan 1070 Hz merepresentasikan space atau 0.

3. Pemancar dan penerima yang digunakan adalah jenis pemancar Frequency Modulation (FM) yang sudah siap pakai.

4. Jenis sensor yang digunakan adalah sensor DT-SENSE Flame detector sebagai pendeteksi api dengan jarak jangkauan indikasi kebakaran antara 5 cm – 40 cm.

5. Untuk pengolahan data digunakan mikrokontroler BASIC Stamp BS2p40.

6. Pada warning system digunakan Liquid Crystal Display (LCD) sebagai display tulisan serta rangkaian alarm menggunakan buzzer.

1.5 Metodologi Penelitian

Dalam penulisan tugas akhir yang berjudul “Monitoring dan Otomatisasi Penanggulangan Kebakaran dengan menggunakan Modulasi FSK (Frequency

Shift Keying) berbasis mikrokontroller” ini, penulis menggunakan beberapa metodelogi, yaitu sebagai berikut:

a. Studi Pustaka

Studi pustaka dimaksudkan untuk mendapatkan landasan informasi sebagai bahan acuan dalam melakukan perencanaan, percobaan, pembuatan dan penyusunan tugas akhir.

b. Perencanaan dan Implementasi

Perencanaan ini dimaksudkan untuk memperoleh desain suatu sistem dengan aplikasi yang baik. Setelah didapatkan suatu rancangan kemudian diimplementasikan menjadi sebuah.

c. Pengujian

Melakukan pengujian alat dan secara visual, serta melakukan pengujian koneksi antara program aplikasi dengan alat secara keseluruhan.

1.6 Sistematika Pembahasan

Sistematika pembahasan penyusunan tugas akhir ini menggunakan penulisan bab-bab, dimana pada setiap bab membahas suatu permasalahan. Guna memperoleh gambaran umum mengenai permasalahan dan pembahasan dari tugas akhir ini, maka penulis menyusun berdasarkan sistematika sebagai berikut.

BAB I : PENDAHULUAN

Menguraikan tentang latar belakang, tujuan, rumusan masalah, batasan masalah, metodologi penelitian, dan sistematika pembahasan yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir ini.

BAB II : LANDASAN TEORI

Menguraikan tentang pembahasan teori-teori dasar yang menunjang pada sistem monitoring dan otomatisasi penanggulangan kebakaran antara lain, menggunakan pemancar FM (Frequency Modulation) dengan teknik modulasi digital FSK (Frequency Shift Keying) serta jenis sensor dan mikrokontroller yang digunakan.

BAB III : PERANCANGAN DAN CARA KERJA SISTEM

Membahas tentang perancangan perangkat keras maupun perangkat lunak serta prinsip kerja dari masing-masing sistem.

BAB IV : PENGUJIAN SISTEM

Membahas tentang hasil pengujian dari perancangan sistem mulai darisegi fungsi maupun kinerja sistem yang digunakan.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi tentang kesimpulan dari pengujian keseluruhan aplikasi sistem monitoring dan otomatisasi penanggulangan kebakaran dengan menggunakan modulasi digital Frequency Shift Keying (FSK) dan saran untuk perkembangan yang akan datang.

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat allah SWT dan nabi Muhammad SAW yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya sehingga penulis dapat

menyelesaikan tugas akhir dengan judul “MONITORING DAN OTOMATISASI PENANGGULANGAN KEBAKARAN MENGGUNAKAN MODULASI DIGITAL FSK (Frequency Shift Keying) BERBASIS MIKROKONTROLLER” ini dengan baik dan tepat pada waktunya. Penyusunan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan program studi Strata I (S1) pada jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM) Bandung.

Dengan segala ketulusan dan kerendahan hati, penyusun menyampaikan rasa terimakasih atas segala bantuan moril dan materil kepada:

1. Kedua orang tua, ayah dan ibu tercinta serta kedua kakakku tersayang

“Mba Ratih dan Mba Ajeng” dan Keponakanku “Angling”, terima kasih atas kasih sayang, nasehat, dukungan dan do’anya selama ini.

2. Bapak Dr.Arry Akhmad Arman selaku dekan Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Unikom-Bandung.

3. Bapak M.Aria, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Elekto Unikom-Bandung, dan juga sebagai dosen pembimbing yang selalu memberikan bimbingan serta solusi-solusi dan motivasi untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

5. Ibu Tri Rahajoeningroem, MT yang memberikan nasehat dan dukungannya.

6. Bapak Joko Prayitno, ST dan istri yang selalu memberikan dukungan, nasehat dan meluangkan waktunya selama pengerjaan tugas akhir ini. 7. Bapak Budi Herdiana, ST atas dukungan dan motivasinya selama ini. 8. Bapak Rodi Hartono,ST, bapak Bobi Kurniawan, ST, M.Kom, atas

dorongan dan masukannya.

9. Untuk teman-teman seperjuanganku dalam mengerjakan TA, teknik elektro angkatan 2007, Sandi Sugandari Muhiban,ST, Ervin Saeful Anwar,ST , Gispa,ST terima kasih atas dukungan kalian semuanya “LUV

U ALL”.

10. Untuk teman terdekatku selama ini Dedi Sitompul, terima kasih atas do’a nasehat dan dukungannya baik moril maupun spiritual “1 November 2007 is 4th”.

11. Motor Vario dan Smash yang selalu mengantarkan diriku “mengitari

bandung” dan Laptop Acer 4732Z, yang selalu setia menemaniku tanpa

henti.

12. Rekan-rekan Divisi Roket “Arjuna S4d”, Leonardus Sitohang, Sukri Gazali, Aulia Rahman, Dede Choerudin.

13. Senior ku Echi Sri Maryati, ST.

14. Semua pihak yang belum disebutkan diatas yang telah banyak memberikan bantuannya dalam penyusunan tugas akhir ini, semoga amal baiknya mendapat balasan yang lebih dari allah SWT.

Penulis menyadari dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu saran dan kritik yang sifatnya membangun sangat penulis harapkan sebagai bahan masukan bagi penulis untuk menghasilkan karya yang lebih baik. Semoga Allah SWT merestui dan memberikan ridhonya atas semua amal perbuatan kita, Amin.

Bandung, Agustus 2011

FSK (Frequency Shift Keying) BERBASIS MIKROKONTROLLER

TUGAS AKHIR

Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam menempuh pendidikan Program Sarjana di Jurusan Teknik Elektro

Disusun oleh: Nimas Rayung Wulan

1.31.07.002

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

2011

Api merupakan suatu elemen yang sangat bermanfaat bagi manusia jika dapat mengendalikan dalam pemanfaatannya, akan tetapi juga sangat penting untuk menghindarinya jika terjadi kebakaran. Beberapa tanda-tanda kebakaran adalah munculnya api pada lokasi terjadinya kebakaran. Sebuah sistem pemadam kebakaran harus dapat mendeteksi tanda-tanda kebakaran serta menanggulanginya secara otomatis. Semakin cepat dan akurat sebuah sistem mengetahui tanda-tanda kebakaran, maka akan semakin cepat pula sistem tersebut untuk mengambil keputusan dalam mencegah meluasnya api. Pendeteksian api diaplikasikan dengan menggunakan sensor DT-SENSE Flame Detector bersamaan dengan teknik modulasi yang Frequency Shift Keying (FSK) sebagai proses pengiriman dan penerimaan data, dengan penganalogian logika ”1” dengan kondisi high dan

logika ”0” dengan kondisi low, didalam pengaplikasian sistem menjadi lebih mudah karena hanya mengenal dua kondisi (ada api, atau tidak ada api). Sebagai media trasmisi pengiriman dan penerimaan data digunakan pemancar penerima Frequency Modulation (FM). Sedangkan untuk sistem penanggulangan digunakan wipper serta LCD dan alarm untuk aplikasi warning system.

Fire is an element that is very beneficial to humans if it can control its use, but also very important to avoid it in case of fire. Some signs of fire is the appearance of fire at the location of the fire. A fire extinguishing system must be able to detect signs of fire and mitigate them automatically. The more quickly and accurately a system of signs of fire, it will be the sooner the system to make decisions in preventing the spread of fire. Applied with a fire detection sensor Flame Detector DT-SENSE modulation techniques in conjunction with the Frequency Shift Keying (FSK) as the process of sending and receiving data, with penganalogian logic "1" with high state and logic "0" with the conditions of low, in the application of the system becomes easier since only knew two conditions (no fire or no fire). As trasmisi media transmission and reception of data used transmitter receiver Frequency Modulation (FM). As for countermeasures systems used wipper as well as LCD and alarm warning system for the application.

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat allah SWT dan nabi Muhammad SAW yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul “MONITORING DAN OTOMATISASI PENANGGULANGAN KEBAKARAN MENGGUNAKAN MODULASI DIGITAL FSK (Frequency Shift Keying) BERBASIS MIKROKONTROLLER” ini dengan baik dan tepat pada waktunya. Penyusunan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan program studi Strata I (S1) pada jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM) Bandung.

Dengan segala ketulusan dan kerendahan hati, penyusun menyampaikan rasa terimakasih atas segala bantuan moril dan materil kepada:

1. Kedua orang tua, ayah dan ibu tercinta serta kedua kakakku tersayang “Mba Ratih dan Mba Ajeng” dan Keponakanku “Angling”, terima kasih atas kasih sayang, nasehat, dukungan dan do’anya selama ini.

2. Bapak Dr.Arry Akhmad Arman selaku dekan Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Unikom-Bandung.

3. Bapak M.Aria, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Elekto Unikom-Bandung, dan juga sebagai dosen pembimbing yang selalu memberikan bimbingan serta solusi-solusi dan motivasi untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

5. Ibu Tri Rahajoeningroem, MT yang memberikan nasehat dan dukungannya.

6. Bapak Joko Prayitno, ST dan istri yang selalu memberikan dukungan, nasehat dan meluangkan waktunya selama pengerjaan tugas akhir ini. 7. Bapak Budi Herdiana, ST atas dukungan dan motivasinya selama ini. 8. Bapak Rodi Hartono,ST, bapak Bobi Kurniawan, ST, M.Kom, atas

dorongan dan masukannya.

9. Untuk teman-teman seperjuanganku dalam mengerjakan TA, teknik elektro angkatan 2007, Sandi Sugandari Muhiban,ST, Ervin Saeful Anwar,ST , Gispa,ST terima kasih atas dukungan kalian semuanya “LUV U ALL”.

10. Untuk teman terdekatku selama ini Dedi Sitompul, terima kasih atas do’a nasehat dan dukungannya baik moril maupun spiritual “1 November 2007 is 4th”.

11. Motor Vario dan Smash yang selalu mengantarkan diriku “mengitari bandung” dan Laptop Acer 4732Z, yang selalu setia menemaniku tanpa henti.

12. Rekan-rekan Divisi Roket “Arjuna S4d”, Leonardus Sitohang, Sukri Gazali, Aulia Rahman, Dede Choerudin.

13. Senior ku Echi Sri Maryati, ST.

14. Semua pihak yang belum disebutkan diatas yang telah banyak memberikan bantuannya dalam penyusunan tugas akhir ini, semoga amal baiknya mendapat balasan yang lebih dari allah SWT.

Penulis menyadari dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu saran dan kritik yang sifatnya membangun sangat penulis harapkan sebagai bahan masukan bagi penulis untuk menghasilkan karya yang lebih baik. Semoga Allah SWT merestui dan memberikan ridhonya atas semua amal perbuatan kita, Amin.

Bandung, Agustus 2011

MONITORING DAN OTOMATISASI PENANGGULANGAN KEBAKARAN MENGGUNAKAN MODULASI DIGITAL FSK (Frequency Shift Keying) BERBASIS MIKROKONTROLLER

TUGAS AKHIR

Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam menempuh pendidikan Program Sarjana di Jurusan Teknik Elektro

Disusun oleh: Nimas Rayung Wulan

1.31.07.002

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

2011

ABSTRAK

Api merupakan suatu elemen yang sangat bermanfaat bagi manusia jika dapat mengendalikan dalam pemanfaatannya, akan tetapi juga sangat penting untuk menghindarinya jika terjadi kebakaran. Beberapa tanda-tanda kebakaran adalah munculnya api pada lokasi terjadinya kebakaran. Sebuah sistem pemadam kebakaran harus dapat mendeteksi tanda-tanda kebakaran serta menanggulanginya secara otomatis. Semakin cepat dan akurat sebuah sistem mengetahui tanda-tanda kebakaran, maka akan semakin cepat pula sistem tersebut untuk mengambil keputusan dalam mencegah meluasnya api. Pendeteksian api diaplikasikan dengan menggunakan sensor DT-SENSE Flame Detector bersamaan dengan teknik modulasi yang Frequency Shift Keying (FSK) sebagai proses pengiriman dan penerimaan data, dengan penganalogian logika ”1” dengan kondisi high dan logika ”0” dengan kondisi low, didalam pengaplikasian sistem menjadi lebih mudah karena hanya mengenal dua kondisi (ada api, atau tidak ada api). Sebagai media trasmisi pengiriman dan penerimaan data digunakan pemancar penerima Frequency Modulation (FM). Sedangkan untuk sistem penanggulangan digunakan wipper serta LCD dan alarm untuk aplikasi warning system.

ABSTRACT

Fire is an element that is very beneficial to humans if it can control its use, but also very important to avoid it in case of fire. Some signs of fire is the appearance of fire at the location of the fire. A fire extinguishing system must be able to detect signs of fire and mitigate them automatically. The more quickly and accurately a system of signs of fire, it will be the sooner the system to make decisions in preventing the spread of fire. Applied with a fire detection sensor Flame Detector DT-SENSE modulation techniques in conjunction with the Frequency Shift Keying (FSK) as the process of sending and receiving data, with penganalogian logic "1" with high state and logic "0" with the conditions of low, in the application of the system becomes easier since only knew two conditions (no fire or no fire). As trasmisi media transmission and reception of data used transmitter receiver Frequency Modulation (FM). As for countermeasures systems used wipper as well as LCD and alarm warning system for the application.