Sistem pengendali dan pemantau beda intensitas lampu penerangan menggunakan SMS = Lamp intensity monitoring and controlling using SMS - USD Repository
TUGAS AKHIR
SISTEM PENGENDALI DAN PEMANTAU BEDA INTENSITAS
LAMPU PENERANGAN MENGGUNAKAN SMS
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro Oleh:
ROY KURNIAWAN NIM : 055114004
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2010
FINAL PROJECT
LAMP INTENSITY MONITORING AND CONTROLLING SYSTEM
USING SMS
Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree
In Electrical Engineering Study Program By :
ROY KURNIAWAN NIM : 055114004
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2010
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka sebagaimana layaknya karya ilmiah.
Yogyakarta, 20 Agustus 2010 ROY KURNIAWAN
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Roy Kurniawan Nomor Mahasiswa : 055114004
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :
SISTEM PENGENDALI DAN PEMANTAU BEDA INTENSITAS LAMPU PENERANGAN MENGGUNAKAN SMS beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.
Yogyakarta, 20 Agustus 2010 ( Roy Kurniawan )
INTISARI
Saat ini, kebutuhan akan keamanan rumah menjadi hal yang sangat penting.Tingginya aktivitas seseorang dalam bekerja untuk memenuhi kebutuhan hidup, mengurangi waktu untuk berada di rumah guna menjaga keamanan rumah. Salah satu kebutuhannya adalah pengendali lampu penerangan rumah. Hal ini membuat para pemilik rumah harus memiliki suatu sistem pengaman di rumahnya. Sistem ini akan membantu dalam mengendalikan lampu saat berada di luar rumah. Penelitian ini
subscriber memberikan solusi kendali jarak jauh dalam rangka untuk mengurangi tindakan kriminal.
Sistem pengendali dan pemantau lampu penerangan rumah ini terdiri dari SMS pada jaringan GSM dan minimum sistem. SMS digunakan sebagai media pengiriman pesan yang berisi format untuk mengendalikan dan memantau lampu penerangan. Minimum sistem berfungsi untuk melakukan proses pengendalian dan pemantauan saat ada SMS masuk.
Sistem pengendali dan pemantau lampu penerangan rumah menggunakan SMS sudah berhasil dibuat tetapi kurang bekerja dengan baik. Proses pengendalian dengan cara mengirimkan SMS dapat bekerja dengan baik. SMS yang masuk diolah dengan baik oleh sistem, sehingga tingkat keakurasian perintah yang dikirimkan dengan yang
minimum terjadi pada lampu penerangan sudah sesuai. Kekurangannya ada pada bagian sensing.
Proses sensing dilakukan melalui 2 cara yaitu pemeriksaan port mikrokontroler dan pemeriksaan keadaan lampu menggunakan rangkaian sensor (LDR). Pemeriksaan port mikrokontroler dapat bekerja dengan baik, tetapi pemeriksaan dengan LDR tidak bekerja dengan baik. Hal ini dikarenakan adanya kesalahan perancangan dan naik turunnya tegangan jala-jala PLN, sehingga membuat tegangan keluaran rangkaian sensor tidak stabil. Proses sensing ini masih kurang sempurna, sehingga masih dapat diperbaiki dan dikembangkan untuk mengendalikan lampu penerangan rumah. Kata kunci : pengendalian, pemantauan, keamanan rumah, lampu penerangan, SMS.
ABSTRACT
Currently, the need for home security becomes crucial. The high activity of a person at work to make ends meet, reducing the time to be at home in order to maintain the security of home. One requirement is for home lighting control. This makes the home owners must have a security system at his home. This system will help the subscriber in control of light when outside the home. This study provides remote control solution in order to reduce crime.
System controllers and monitors lighting home comprises SMS on GSM network and the minimum system. SMS messaging is used as a medium that contains a format for controlling and monitoring the lamp light. Minimum system is used to perform process control and monitoring when there is incoming SMS.
Controlling and monitoring system home lighting using SMS has been successfully created but not working properly. Control process by sending an SMS can work well. Incoming SMS processed properly by the minimum system, so the accuracy level commands sent to that which occurred at the lighting was appropriate. The drawback is in the sensing. Sensing process is done through two methods namely inspection of the microcontroller port and examination lamp using a series of light sensors (LDR). Examination microcontroller port can work as well, but check with the LDR is not working properly. Sensing process was still less than perfect, so still could be improved and developed to control home lighting. Keywords: controlling, monitoring, home security, lighting, SMS.
KATA PENGANTAR
Puji syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala karunia-Nya sehingga tugas akhir dengan judul “Sistem Pengendali dan Pemantau Beda Intensitas ini dapat diselesaikan dengan baik.
Lampu Penerangan Menggunakan SMS”
Penelitian yang berupa tugas akhir ini merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa Program Studi Teknik Elektro untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik atas bantuan, gagasan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, peneliti ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Bapak Damar Wijaya, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, pengetahuan, diskusi, arahan, kritik dan saran kepada peneliti sehingga penulisan tugas akhir ini dapat diselesaikan.
3. Bapak Pius Yozy Merucahyo, S.T., M.T. dan Ibu Wiwien Widyastuti, S.T., M.T. selaku penguji yang telah memberikan kritik dan saran.
4. Bapak dan Ibu Dosen yang telah memberikan semangat, pengetahuan dan bimbingan kepada peneliti selama kuliah.
5. Papa dan mama tercinta, kakakku Eko Kurniawan, S.T. dan adikku Cicilia Indah Kurnia Sari, serta semua keluarga yang telah memberikan semangat dan dukungan dalam penyelesaian tugas akhir ini.
6. Teman-teman RR: Beneto Cahyo Nugroho, R.Adhyaksa, S.E., Elang Samodra, S.T., Putro Utomo, Rahardian Rahardjo, S.E., dan Robertus Doni Irawan untuk kebersamaan dan dukungan selama ini.
7. Teman-teman seperjuangan: Agustinus Mahisa Agni, Albertus Datu, Stefanus Pandu, Vicimus Bonafide, S.T. atas kebersamaan selama ini; Christian Novianto, S.T. dan Yohan Kuncoro, S.T. atas diskusi selama ini; dan teman-teman angkatan 2005 untuk kebersamaan dan dukungannya.
8. Semua pihak yang tidak bisa peneliti sebutkan satu-persatu atas bantuan, bimbingan, kritik dan saran.
Peneliti sangat mengharapkan kritik dan saran yang dapat membangun serta menyempurnakan tulisan. Semoga tugas akhir ini dapat dimanfaatkan dan dikembangkan lebih lanjut oleh peneliti lain sehingga tulisan ini dapat lebih bermanfaat bagi perkembangan Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Yogyakarta, 20 Agustus 2010 Peneliti, Roy Kurniawan
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ..................................................................................................... iHALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................................... iii
....................................................................................... iv
HALAMAN PENGESAHAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ....................................................................... v
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ........................................... vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA
ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .................................................... vii
INTISARI ...................................................................................................................... viii
.................................................................................................................. ix
ABSTRACT KATA PENGANTAR .................................................................................................. x
DAFTAR ISI ................................................................................................................. xii
.................................................................................................... xv
DAFTAR GAMBAR
......................................................................................................... xvii
DAFTAR TABEL
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ............................................................................................ 1
1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian .................................................................. 2
1.3. Batasan Masalah ........................................................................................ 2
1.4. Metodologi Penelitian ............................................................................... 3
1.5. Sistematika Penulisan ................................................................................. 4
BAB II: DASAR TEORI
2.1. Arsitektur GSM ......................................................................................... 5
2.1.1. Mobile Station ............................................................................... 5
2.1.2. Base Transceiver Station ............................................................... 6
2.1.3. Base Station Controller ................................................................. 6
2.1.4. Mobile Switching Center dan Visitor Location Register ................ 6
2.1.5. Home Location Register ................................................................ 6
2.2. Short Message Service ............................................................................... 7
2.3. Komunikasi Data Serial ............................................................................. 8
2.3.1. Komunikasi Serial RS 232 ............................................................ 8
2.3.2. Konfigurasi Pin Konektor DB 9 .................................................... 9
2.4. Mikrokontroler ATMega 8535 .................................................................. 10
2.4.1. Fitur ATMega 8535 ....................................................................... 11
2.4.2. Konfigurasi Pin ............................................................................. 11
2.4.3. Interupsi ......................................................................................... 12
2.5. Relay ........................................................................................................... 12
2.6. Triac ............................................................................................................ 13
2.7. Telepon Seluler Siemens C55 .................................................................... 15
2.8. Hubungan Seri RLC .................................................................................. 16
2.9. Pengatur Tegangan AC .............................................................................. 17
2.10. Transistor Sebagai Saklar .......................................................................... 17
2.11. Light Dependent Resistor ........................................................................... 18
BAB III: RANCANGAN PENELITIAN
3.1. Perancangan Sistem ................................................................................... 20
3.2. Identifikasi Kebutuhan Perangkat ............................................................. 21
3.3. Perancangan Perangkat Keras ................................................................... 21
3.3.1. Rangkaian Driver Relay ................................................................ 21
3.3.2. Rangkaian Komunikasi Serial RS 232 .......................................... 23
3.3.3. Rangkaian Dimmer ........................................................................ 23
3.3.4. Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler ................................ 26
3.3.5. Rangkaian Sensor Cahaya .............................................................. 26
3.4. Format SMS yang Digunakan ................................................................... 28
3.5. Perancangan Perangkat Lunak ................................................................... 28
3.5.1. Flowchart Utama PC ..................................................................... 28
3.5.2. Sub-Routine Konfirmasi Kesalahan ............................................... 30
3.5.3. Sub-Routine Pemantauan ............................................................... 30
3.5.4. Flowchart Utama Mikrokontroler .................................................. 31
3.5.5. Sub-Routine Kendali ...................................................................... 32
BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Gambar Fisik Alat ......................................................................... 34
4.2. Pengujian SMS Pengendalian dan Pemantauan Lampu ................ 36
4.3. Pengujian Rangkaian MAX 232 .................................................... 40
4.4. Pengujian Rangkaian Sensor .......................................................... 41
4.5. Pengujian Rangkaian Dimmer ........................................................ 42
4.6. Program PC ............................................................................................... 43
4.6.1. Main Menu ..................................................................................... 43
4.6.2. Add Number ................................................................................... 48
4.6.3. Add Format .................................................................................... 49
4.6.4. Exit ................................................................................................. 51
4.7. Program Mikrokontroler ............................................................................ 51
BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ................................................................................................ 53
5.2. Saran .......................................................................................................... 53
DAFTAR PUSTAKA
................................................................................................... 54
LAMPIRAN
................................................................................................................... 55
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1. Model Sistem ............................................................................................. 3Gambar 2.1. Arsitektur GSM .......................................................................................... 5Gambar 2.2. Blok Diagram Cara Kerja SMS ................................................................. 7Gambar 2.3. IC MAX 232 .............................................................................................. 8Gambar 2.4. Konfigurasi Pin Konektor DB9 .................................................................. 10Gambar 2.5. Konfigurasi Pin ATMega 8535 .................................................................. 11Gambar 2.6. Proses Interupsi .......................................................................................... 12Gambar 2.7. Bentuk Fisik dan Simbol Relay .................................................................. 13Gambar 2.8. Simbol Triac ............................................................................................... 14Gambar 2.9. Karakteristik Triac ...................................................................................... 14Gambar 2.10. Pin Eksternal Siemens C55 Tampak Bawah............................................... 15Gambar 2.11. Rangkaian RLC Seri ................................................................................... 16Gambar 2.12. Rangkaian RC Sebagai Pengendali Fase Triac........................................... 17Gambar 2.13. Kurva Garis Beban DC Transistor Sebagai Saklar ..................................... 17Gambar 2.14 Transistor Sebagai Saklar ........................................................................... 18(a) Rangkaian Transistor ............................................................................ 18 (b) Saat Cut Off ........................................................................................ 18 (c) Saat Saturasi .......................................................................................... 18
Gambar 2.15. Karakteristik Hubungan Antara Resistansi dan Cahaya ............................. 19Gambar 2.16. Simbol dan Bentuk Fisik LDR ................................................................... 19Gambar 3.1. Diagram Blok Rancangan ........................................................................... 20Gambar 3.2. Rangkaian driver relay ............................................................................... 22Gambar 3.3. Rangkaian Komunikasi Serial .................................................................... 23Gambar 3.4. Rangkaian Dasar Dimmer ........................................................................... 25Gambar 3.5. Rangkaian Dimmer dengan 3 Level Intensitas ........................................... 25Gambar 3.6. Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler ............................................ 26Gambar 3.7. Rangkaian Sensor Cahaya .......................................................................... 27Gambar 3.8. Flowchart Utama PC .................................................................................. 29Gambar 3.9. Sub-Routine Konfirmasi Kesalahan............................................................ 30Gambar 3.10. Sub-Routine Pemantauan ............................................................................ 31Gambar 3.11. Flowchart Utama Mikrokontroler .............................................................. 31Gambar 3.12. Sub-Routine Kendali ................................................................................... 32Gambar 4.1. Gambar Fisik Alat ...................................................................................... 34Gambar 4.2. Rangkaian Driver Relay ............................................................................. 35Gambar 4.3. Rangkaian MAX 232 .................................................................................. 35Gambar 4.4. Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler ............................................. 36Gambar 4.5. Rangkaian Sensor ....................................................................................... 36Gambar 4.6. Layout Menu Utama Saat Isi SMS “lp1lv1” .............................................. 37Gambar 4.7. Layout Menu Utama Saat Isi SMS “lp1high” ............................................ 37Gambar 4.8. Balasan ke Subscriber ................................................................................ 38Gambar 4.9. Pengujian Menggunakan Hyperterminal .................................................... 40Gambar 4.10. Form 4 ........................................................................................................ 43Gambar 4.11. Form 1 ........................................................................................................ 44Gambar 4.12. Contoh Keterangan yang Dikirim ke Subscriber Saat Nomor dan Format yang Dikirimkan Salah ............................................................ 44Gambar 4.13. Form 1 Saat Ada Kesalahan Nomor ........................................................... 45Gambar 4.14. Form 1 Saat Ada Kesalahan Format........................................................... 45Gambar 4.15. Form 1 Saat Tidak Ada Kesalahan Nomor dan Format ............................. 46Gambar 4.16. Tampilan Keterangan di Telepon Seluler Subscriber .................................. 48Gambar 4.17. Form 2 ........................................................................................................ 48Gambar 4.18. Form 2 Saat Menambah Nomor ................................................................. 49Gambar 4.19. Form 3 ........................................................................................................ 50Gambar 4.20. Form 3 Saat Menambah Format ................................................................. 50Gambar 4.21. Tampilan Hyperterminal dan Keadaan Lampu Saat MenerimaVariabel “a” ................................................................................................ 52
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Fungsi dan Deskripsi Pin Konektor DB9 ......................................................... 9Tabel 2.2. Keterangan Susunan Pin Eksternal Siemens C55 ............................................. 15Tabel 3.1. Konversi Level Tegangan ................................................................................. 28Tabel 4.1. Hasil Pengujian SMS Untuk Pengendalian dan PemantauanLampu .............................................................................................................. 38
Tabel 4.2. Hasil Pengambilan Beberapa Data dari Rangkaian MAX 232......................... 41Tabel 4.3. Hasil Pengujian Rangkaian Sensor ................................................................... 41Tabel 4.4. Hasil Pengukuran Rangkaian Dimmer ............................................................. 42BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
(GSM) merupakan sebuah teknologi
Global System for Mobile Communication komunikasi yang diterapkan pada mobile communication khususnya telepon seluler.
Seiring dengan berkembangnya teknologi GSM saat ini yang semakin cepat dan murah menyebabkan pemakaian telepon seluler sudah menjangkau semua lapisan. Tidak hanya pada golongan kaum elit saja, tetapi golongan masyarakat menengah juga dapat menikmati layanan teknologi GSM.
(SMS) adalah salah satu layanan yang terdapat pada telepon
Short Message Service
seluler. Selain memiliki biaya operasional yang cukup murah, layanan ini juga merupakan media komunikasi dan sarana informasi antar individu yang memiliki sifat waktu nyata (real-time). SMS masih tetap menjadi pilihan bagi setiap orang sebagai sarana komunikasi, meskipun saat ini teknologi yang lain seperti Electronic Mail Service (EMS) ataupun
Multimedia Mail Sevice (MMS) telah dikembangkan [1].
Selain untuk media komunikasi dan sarana informasi, SMS juga dapat digunakan sebagai media pengendali dan pemantau perangkat elektronik dalam rangka memberikan keamanan bagi masyarakat. Salah satu contohnya adalah kebutuhan keamanan rumah dalam pengendalian intensitas lampu penerangan. Tingginya aktivitas manusia dalam memenuhi kebutuhan ekonomi semakin mengurangi waktu untuk berada di sekitar rumah untuk menjaga keamanan tempat tinggal. Kebutuhan masyarakat yang semakin mahal dalam hal penggunaan listrik juga menjadi alasan pentingnya sistem pengendali dan pemantau beda intensitas lampu penerangan.
Permasalahan ini mendorong penulis untuk melakukan penelitian tentang perangkat pengendali dan pemantau jarak jauh yang efektif dan efisien. Berdasarkan hal di atas, penulis membuat suatu penelitian mengenai sistem pengendali dan pemantau beda intensitas lampu penerangan di rumah menggunakan layanan SMS pada jaringan GSM.
1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian
Skripsi ini bertujuan untuk membuat perangkat pengendali dan pemantau beda intensitas 4 buah lampu penerangan di rumah menggunakan layanan SMS.
Manfaat yang diharapkan dari penulisan skripsi ini adalah mempermudah masyarakat golongan menengah ke atas untuk mengendalikan lampu rumah dan menambah literatur aplikasi teknologi GSM.
1.3. Batasan Masalah
Penelitian akan dibatasi pada: 1. Sistem pengendali dan pemantau beda intensitas 4 buah lampu rumah.
2. Mikrokontroler yang digunakan adalah jenis AVR ATMega 8535.
3. Komunikasi antara Personal Computer (PC) dan telepon seluler menggunakan komunikasi serial.
4. Pengendalian dan pemantauan menggunakan layanan SMS pada jaringan GSM.
5. Sensor cahaya yang digunakan adalah LDR.
6. Software interface menggunakan gammu.
1.4. Metodologi Penelitian
Metodologi yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1. Studi Pustaka menggunakan jurnal-jurnal, handbook, internet serta data komponen yang digunakan dalam pembuatan alat.
sheet 2. Pembuatan alat berdasarkan hasil rancangan.
Rancangan yang dibuat sesuai dengan model sistem yang dapat dilihat pada
Gambar 1.1. Pengendalian dilakukan dengan memberikan perintah menggunakan SMS melalui telepon seluler 1/ Mobile Station 1 (MS1) ketelepon seluler 2/ Mobile Station 2 (MS2). Perintah akan diproses dan mikrokontroler akan menyalakan atau mematikan lampu penerangan sesuai dengan beda intensitas yang dikirimkan. Pemantauan dilakukan oleh sensor cahaya yaitu LDR untuk menangkap adanya sinar atau tidak dan mengirimkan informasi hasil pemantauan ke mikrokontroler untuk dikirimkan ke subscriber/ user.
Gambar 1.1. Model Sistem 3. Pengujian alat dan pengambilan data.Data yang diambil dari alat yang telah dirancang meliputi tegangan keluaran dari regulator tegangan serta ketepatan dan akurasi beda intensitas lampu dengan perintah yang dikirimkan. Jika perintah yang dikirimkan adalah menyalakan lampu 1 dengan intensitas high, maka seharusnya yang menyala adalah lampu 1 dengan intensitas high, bukan lampu dan intensitas cahaya yang lain. Pengujian komunikasi antara PC dan mikrokontroler menggunakan Hyperterminal.
4. Analisa data yang telah diambil.
Analisa data berupa pengukuran dan pengamatan data yang akan dibandingkan dengan hasil-hasil yang telah diperoleh dari perhitungan secara teoritis.
5. Pengambilan kesimpulan.
Berdasarkan hasil analisa akan ditarik suatu kesimpulan perangkat yang dibuat dapat bekerja dengan baik atau tidak.
1.5. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan ini adalah sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN Pendahuluan berisi latar belakang masalah, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II DASAR TEORI Bab ini berisi teori-teori yang mendukung kerja sistem dan teori yang digunakan dalam perancangan perangkat keras serta perangkat lunak. BAB III RANCANGAN PENELITIAN Bab ini berisi penjelasan alur perancangan sistem, format SMS yang digunakan, perancangan perangkat keras, dan perancangan perangkat lunak. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi pembahasan program, hasil pengujian alat yang dibuat, dan pembahasan data yang diperoleh. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi ringkasan hasil penelitian yang telah dilakukan dan usulan yang berupa ide-ide untuk perbaikan atau pengembangan terhadap penelitian yang telah dilakukan.
BAB II DASAR TEORI Bab ini berisi dasar teori yang dibutuhkan dalam perancangan perangkat pengendali
dan pemantau beda intensitas lampu penerangan menggunakan SMS. Dasar teori yang dibahas meliputi arsitektur GSM, SMS, komunikasi data serial, mikrokontroler ATMega 8535, relay, triac, telepon seluler Siemens C55, hubungan seri RLC, pengatur tegangan AC, transistor sebagai saklar, dan LDR.
2.1. Arsitektur GSM Unsur-Unsur yang utama pada arsitektur GSM ditunjukkan pada Gambar 2.1.
Jaringan GSM terdiri atas tiga subsistem yaitu Base Station Subsystem (BSS), Network Subsystem (NSS), dan Operation Subsystem (OSS) [2].
Gambar 2.1. Arsitektur GSM [2]2.1.1. Mobile Station Mobile Station (MS) adalah perangkat yang mengirim dan menerima sinyal radio.
MS dapat berupa telepon seluler atau Personal Digital Assistant (PDA).
MS terdiri dari Mobile Equipment (ME) dan Subscriber Identity Module (SIM). ME berisi transceiver radio, display, dan Digital Signal Processor. SIM digunakan agar
network dapat mengenali subscriber [2].
2.1.2. Base Transceiver Station
(BTS) berfungsi sebagai interface komunikasi semua MS
Base transceiver Station
yang aktif dan berada dalam coverage area BTS. Proses yang ada di dalam komunikasi MS antara lain modulasi sinyal, demodulasi, dan error coding. Beberapa BTS terhubung pada satu Base Station Controller (BSC). Satu BTS biasanya mampu menangani 20-40 komunikasi secara serentak [2].
2.1.3. Base Station Controller Base Station Controller (BSC) berfungsi mengatur koneksi BTS-BTS yang berada
dalam kendali BSC tersebut. Fungsi BSC ini memungkinkan operasi seperti handover, cell
site configuration, management of radio resources, dan mengatur power level dari frekuensi radio BTS. Pada jaringan GSM, BSC mengatur lebih dari 70 BTS [2].
2.1.4. Mobile Switching Center dan Visitor Location Register
(MSC) melakukan fungsi registrasi, authentication,
Mobile Switching Center location updating , billing service dan sebagai interface dengan jaringan lain. Selain itu,
MSC juga bertanggung jawab untuk call set-up, release, dan routing [2].
(VLR) berisi informasi dinamis tentang subscriber yang
Visitor Location Register
terhubung dengan mobile network termasuk lokasi subscriber. VLR biasanya terintegrasi dengan MSC. Melalui MSC, mobile network terhubung dengan jaringan lain seperti Public (PSTN), Integrated Service Digital Network (ISDN), Circuit
Switched Telephone Network
(CSPDN), dan Packet Switched Public Data Network
Switched Public Data Network (PSPDN).
2.1.5. Home Location Register
(HLR) adalah elemen jaringan yang berisi detil dari setiap
Home Location Register . Sebuah HLR biasanya mampu mengatur ratusan bahkan ribuan subscriber. subscriber Signalling pada jaringan GSM berbasis pada protokol Signaling System Number 7
(SS7). Penggunaan SS7 dilengkapi dengan penggunaan protokol Mobile Application Part (MAP). MAP digunakan untuk pertukaran informasi lokasi dan subscriber antara HLR dan elemen jaringan lainnya seperti MSC [2].
2.2. Short Message Service
(SMS) merupakan salah satu layanan pesan teks yang
Short Message Service
dikembangkan dan distandarisasi oleh suatu badan yang bernama European
Telecomunication Standards Institute (ETSI). Fitur SMS ini memungkinkan perangkat
Stasiun Seluler Digital (Digital Cellular Terminal, seperti telepon seluler) untuk dapat mengirim dan menerima pesan-pesan teks dengan panjang mencapai 160 karakter melalui jaringan GSM [1].
Saat mengirim SMS melalui telepon seluler, SMS tidak akan langsung dikirimkan kepada telepon seluler tujuan, melainkan terlebih dahulu menuju Short Message Service
Center (SMSC) [3]. Setelah SMSC menerima SMS dari pengirim, SMSC akan langsung
mengirimkan SMS tersebut ke telepon seluler yang dituju oleh pengirim, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2. Blok Diagram Cara Kerja SMS [3]SMS dapat dikirimkan ke perangkat Stasiun Seluler Digital lainnya hanya dalam beberapa detik selama berada pada jangkauan layanan GSM. Lebih dari sekedar pengiriman pesan biasa, layanan SMS memberikan garansi SMS akan sampai pada tujuan meskipun perangkat yang dituju sedang tidak aktif yang dapat disebabkan karena sedang dalam kondisi mati atau berada di luar jangkauan layanan GSM. Jaringan akan menyimpan sementara pesan yang belum terkirim dan segera mengirimkan ke perangkat yang dituju setelah adanya tanda kehadiran dari perangkat di jaringan tersebut.
Dengan fakta bahwa layanan SMS mendukung jangkauan/ jelajah nasional dan internasional dengan waktu keterlambatan yang sangat kecil, memungkinkan layanan SMS cocok untuk dikembangkan sebagai aplikasi pager, e-mail, dan notifikasi voice mail. Tentu saja pengembangan aplikasi masih bergantung pada tingkat layanan yang disediakan oleh operator jaringan.
2.3. Komunikasi Data Serial
Komunikasi data secara serial dibedakan menjadi dua, yaitu komunikasi data serial secara sinkron dan komunikasi data secara asinkron. Pada komunikasi data serial sinkron,
clock dikirimkan bersama-sama dengan data serial, sedangkan komunikasi data asinkron
tidak dikirimkan bersama data serial, melainkan dibangkitkan secara sendiri-sendiri
clock baik pada sisi pengirim (transmitter) maupun pada sisi penerima (receiver) [4].
2.3.1. Komunikasi Serial RS 232
Komunikasi serial RS 232 merupakan media yang menghubungkan antara terminal data dari suatu peralatan ke terminal peralatan lain [4]. RS 232 juga menjalankan pertukaran data biner secara serial. IC yang dipakai untuk komunikasi serial adalah IC MAX 232. IC ini menyediakan pemrosesan data dan protokol. Bagian yang menangani komunikasi dapat dihubungkan dengan berbagai aplikasi yang berhubungan dengan elektronik. IC MAX 232 dipakai sebagai interface dari PC ke perangkat luar (level TTL) atau sebaliknya dari perangkat luar ke PC. Gambar IC MAX 232 dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Karakteristik dari RS-232 memiliki ketentuan level tegangan sebagai berikut: 1. Logika 1 disebut mark terletak antara -3V hingga -25V.
2. Logika 0 disebut space terletak antara +3V hingga +25Vt.
3. Daerah tegangan antara -3V hingga +3V adalah invalid level, yaitu daerah tegangan yang tidak memiliki level logika pasti sehingga harus dihindari. Demikian juga, level tegangan yang lebih negatif dari -25V atau lebih positif dari +25V juga harus dihindari karena tegangan tersebut dapat merusak line driver pada saluran RS-232.
Gambar 2.3. IC MAX 232 [4] IC MAX 232 mempunyai 16 kaki dengan supply tegangan sebesar 5V. Kaki ke-16 digunakan sebagai masukan tegangan (VCC) dan kaki ke-15 sebagai Ground (GND). Kaki 8 dan 13 digunakan sebagai masukan RS 232, sedangkan kaki 7 dan 14 sebagai keluaran RS 232.2.3.2. Konfigurasi Pin Konektor DB 9
Standar konektor komunikasi serial RS 232 pada PC adalah 9 pin konektor (konektor DB9) [5]. Gambar 2.4. menunjukkan konfigurasi pin konektor DB 9. Keterangan fungsi dan deskripsi pin DB9 dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1. Fungsi dan Deskripsi Pin Konektor DB9 [5]Nama No pin
Description Function
sinyal
1 DCD Data Carrier Detect Saluran sinyal DCD akan diaktifkan ketika DTE mendeteksi suatu carrier dari DCE.
2 RXD Sebagai penerimaan data serial.
Received Data 3 TXD Transmit Data Sebagai pengiriman data serial.
4 DTR Data Terminal Ready DTE dapat memberitahukan kesiapan terminal.
5 GND Ground Saluran ground.
6 DSR Data Set Ready DTE memberitahukan siap melakukan komunikasi.
7 RST Request To Send DCE diminta mengirim data oleh DTE.
8 CTS Clear To Send DCE memberitahukan bahwa DTE boleh mulai mengirim data.
9 RI Ring Indicator DCE memberitahukan ke DTE bahwa sebuah stasiun menghendaki suatu hubungan. Piranti-piranti yang menggunakan komunikasi serial adalah : 1. Data Terminal Equipment (DTE) yaitu komputer. 2. (DCE) yaitu eksternal hardware.
Data Communication Equipment
Gambar 2.4. Konfigurasi Pin Konektor DB9 [5]2.4. Mikrokontroler ATMega 8535
Mikrokontroler merupakan chip cerdas yang menjadi tren dalam pengendalian dan otomatisasi, terutama dikalangan mahasiswa. Bervariasinya jenis keluarga mikrokontroler, kapasitas memori, dan berbagai fitur mikrokontroler menjadi pilihan dalam aplikasi prosesor mini untuk pengendalian skala kecil.
Mikrokontroler Alf and Vegard’s Risc processor (AVR) dari Atmel menggunakan arsitektur Reduced Instruction Set Computer (RISC) yang artinya prosesor memiliki set instruksi program yang lebih sedikit dibandingkan dengan MCS-51 yang menerapkan arsitektur Complex Instruction Set Computer (CISC) [6].
Hampir semua instruksi prosesor RISC adalah instruksi dasar (belum tentu sederhana), sehinggga instruksi-instruksi ini umumnya hanya memerlukan 1 siklus mesin untuk menjalankan instruksi kecuali pada instruksi percabangan karena membutuhkan 2 siklus mesin. RISC biasanya dibuat dengan arsitektur Harvard, karena eksekusi instruksi selesai dikerjakan dalam satu atau dua siklus mesin, sehingga semakin cepat dan handal. Proses downloading program relatif lebih mudah karena dapat dilakukan langsung pada sistem.
Sekarang ini, AVR dapat dikelompokkan menjadi 6 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, keluarga AT90CAN, keluarga AT90PWM dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah peripheral dan fungsi, sedangkan dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan hampir sama. Perancangan perangkat pengendali dan pemantauan menggunakan salah satu produk ATMEL dari keluarga ATMega yaitu ATMega 8535 [6]
2.4.1. Fitur ATMega 8535
Kapabilitas detil dari ATMega 8535 adalah sebagai berikut [6] 1. Sistem Mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.
2. Kapabilitas memori Flash 8 Kb, SRAM sebesar 512 byte, dan Electrically Erasable
Programmable Read Only Memory (EEPROM) sebesar 512 byte.
3. Analog to Digital Converter (ADC) internal 10 bit sebanyak 8 kanal.
4. Komunikasi serial dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.
5. Enam pilihan mode sleep yang dapat menghemat penggunaan daya listrik
2.4.2. Konfigurasi Pin
ATMega 8535 terdiri atas 40 pin [6]. Konfigurasi pin dapat dilihat pada Gambar
2.5. Fungsi pin pada mikrokontroler ATMega 8535 [6]: 1.
VCC merupakan pin yang berfungsi untuk input catu daya.
2. GND merupakan pin ground.
3. Port A (PA0-PA7) merupakan pin Input / Output (I/O) dua arah dan pin input ADC.
4. Port B (PB0-PB7) merupakan pin Input / Output (I/O) dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Timer/Counter, komparator analog, dan SPI.
5. Port C (PC0-PC7) merupakan pin Input / Output (I/O) dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog, dan Timer Oscilator.
Gambar 2.5. Konfigurasi Pin ATMega 8535 [6]6. Port D (PD0-PD7) merupakan pin Input / Output (I/O) dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal, dan komunikasi serial.
7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk melakukan reset pada mikrokontroler.
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan untuk clock eksternal.
9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.
10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi untuk ADC.
2.4.3. Interupsi
Interupsi (interrupt) adalah suatu kejadian atau peristiwa yang menyebabkan mikrokontroler berhenti sejenak untuk melayani interupsi [6]. Jika sistem mikrokontroler sedang menjalankan program dan terjadi interupsi, maka program akan berhenti sesaat dan melayani interupsi terlebih dahulu dengan menjalankan program yang berada pada alamat yang ditunjuk oleh vektor dari interupsi. Setelah selesai, mikrokontroler kembali meneruskan program yang terhenti oleh interupsi tadi. Proses interupsi dapat dilihat pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6. Proses Interupsi [6]2.5. Relay
Relay adalah suatu komponen elektronika yang tersusun atas saklar, lilitan dan
poros besi [7]. Relay digunakan untuk membuka atau menutup kontak-kontak dengan tujuan mengirim fungsi dari suatu rangkaian ke rangkaian lainnya [4]. Relay mempunyai impedansi rendah yang nilai impedansi kumparan berkisar antara beberapa puluh sampai beberapa ratus ohm, sedangkan sumber sinyal penggerak masukan umumnya memiliki impedansi yang tinggi. Gambar relay secara fisik dan simbol relay dapat dilihat pada Gambar 2.7.
Terdapat beberapa susunan kontak relay yang semuanya secara listrik terisolasi dari rangkaian kumparan, yaitu [4]
1. Normal terbuka (Normallly open)
2. Normal tertutup (Normally close)
Gambar 2.7. Bentuk Fisik dan Simbol Relay [7]Jika terdapat arus yang masuk melalui kumparan, maka akan terdapat induksi magnetik. Induksi magnetik inilah yang akan menarik pegas kontak untuk merubah posisi awalnya menjadi terhubung ke bagian yang diinginkan. Jika arus berhenti, maka tidak ada induksi sehingga kontak akan kembali ke posisi semula. Keuntungan dalam penggunaan
relay adalah dapat menghasilkan arus yang besar.
2.6. Triac
Triac adalah kependekan dari Triode alternating current switch atau saklar triode untuk arus bolak-balik. Triac merupakan komponen 3 elektroda, yaitu MT1, MT2, dan gate [8].
Kaki gate berfungsi sebagai pemicu. Simbol triac dapat dilihat pada Gambar 2.8.