MIKROKONTROLER AT89S51 SEBAGAI PENGENDAL docx
MIKROKONTROLER AT89S51™ SEBAGAI PENGENDALI
PENGIRIMAN INFORMASI KEBAKARAN MELALUI TELEPON
SELULER.
Eri Prasetyo, Wahyu K.R. dan Riko Aprihadi
Universitas Gunadarma
Jl. Margonda Raya 100 Depok
email : [email protected]
ABSTRAKSI
Paper ini membahas mengenai sistem penyampaian informasi kebakaran melalui telepon
seluler berbasis mikrokontroler. Sistem ini menggunakan beberapa perangkat utama dan
tambahan, diantaranya adalah detektor asap sebagai pendeteksi asap jika terjadi kebakaran,
mikrokontroler dan dua buah telepon seluler yang menggunakan jaringan GSM. Dengan sistem
ini dapat mendeteksi kumpulan-kumpulan asap diatas 50°C dan mengirimkan informasi data
(SMS) yang berisi “kebakaran” kepada nomor telepon seluler yang telah terprogram didalam
mikrokontroler AT89S51. Dimana sistem ini dilengkapi dengan feed back untuk menyalakan
buzzer dengan mengirimkan SMS balasan yang isinya berupa huruf “B”.
Kata Kunci
: Detektor Asap, Mikrokontoler AT89S51, Komunikasi Serial, GSM
Pendahuluan
Kemajuan teknologi yang semakin pesat, membuat kehidupan manusia menjadi lebih mudah
dan praktis. Kemajuan teknologi tersebut salah satu diantaranya adalah teknologi mikrokontroler.
Penggunaan mikrokontroler akhir-akhir ini telah meluas ke segala bidang. Penggunaannya tidak
hanya pada bidang komputer saja, tetapi juga telah digunakan pada peralatan-peralatan elektronik
lainnya, misalnya perangkat yang bisa kita lihat sehari-hari, seperti telepon seluler, televisi, mesin cuci
bahkan sampai ke instrument ruang angkasa. Mikrokontroler itu sendiri merupakan suatu komponen
elektronika yang jika diberikan data masukan (input), memproses data masukan (input) tersebut, dan
kemudian mengeluarkan hasil (output) dari data yang diproses tadi.
Teknologi lainnya adalah media yang digunakan dalam suatu hubungan telekomunikasi.
Teknologi komunikasi jarak jauh sekarang ini tidak hanya menggunakan suatu kabel sebagai
medianya, tetapi teknologi tanpa kabel yang biasa disebut dengan wireless sudah menjadi hal umum.
Contoh teknologi tersebut adalah telepon seluler yang sudah berkembang sangat pesat, dimana
hampir setiap orang mengunakan telepon seluler dalam berkomunikasi.
Dampak kemajuan teknologi lain yang tak kalah penting adalah adanya suatu alat yang dapat
membantu dan meringankan manusia dalam mengurangi korban jiwa dan kerugian secara materil jika
terjadi kebakaran pada suatu ruangan (rumah/gedung), yaitu dengan alat yang dapat mendeteksi
asap (yang mengindikasikan terjadinya kebakaran) dalam suatu ruangan. Penggunaan alat ini
semakin dibutuhkan, dengan semakin kompleksnya pekerjaan manusia dan tingginya faktor terjadinya
kebakaran.
Didalam paper ini dibahas bagaimana merancang suatu sistem pemantau atau pendeteksi
pada suatu ruangan (rumah/gedung) bila terdapat asap yang mengindikasikan terjadinya suatu
kebakaran dengan menggunakan mikrokontroler. Mikrokontroler lewat telepon seluler didalam sistem
memberikan informasi kepada pemilik ruangan, melalui pesan pendek (SMS) ke telepon seluler pemilik
ruangan tersebut. Dan pemilik ruangan tersebut dapat menyalakan alarm lewat sms balik.
Landasan Teori
Detektor Asap (Smoke Detector)
Detektor asap merupakan sebuah produk yang dirancang untuk suatu bangunan (rumah atau
gedung), yang bekerja untuk mendeteksi kumpulan-kumpulan asap. Agar manusia dapat mengetahui
lebih cepat jika terjadi suatu kebakaran, sehingga dapat meminimalisir kerugian-kerugian yang
diakibatkan dari kebakaran tersebut.
Detektor asap ini mempunyai beberapa sifat, diantaranya adalah [4]:
1. Sangat sensitif terhadap asap.
2. Jika supply yang masuk salah polaritas, tidak akan rusak.
3. Dapat dihubungkan lebih dari satu detektor asap secara bersama-sama.
Pada gambar 2.1 menunjukkan salah satu bentuk dari beberapa jenis detektor asap, yaitu
Ionization Smoke Detector HC-202D.
Gambar 1 Ionization Smoke Detector HC-202D [4]
Detektor asap yang digunakan dalam alat yang dibuat adalah jenis detektor yang banyak
dijual dipasaran, yaitu Ionization Smoke Detector (model : HC-202D). Spesifikasi dari detektor asap
tersebut adalah seperti tabel 1.
Tabel 1. Spesifikasi Smoke Detector [4]
Model
Ionization Smoke Detector HC-202D
Tegangan nominal
24 volt (DC)
Batasan tegangan masukan
18 volt s/d 28 volt (DC)
Suhu normal ruangan
-15˚C s/d 50˚C
Ukuran
103 mm x 47 mm
Berat
140 gram
Detektor seperti ini cocok untuk instalasi di tempat-tempat seperti pintu masuk tangga rumah,
koridor, aula/ruangan lift, ruang dalam rumah, dan lain lain. Skema rangkaian dalam pemasangan
lebih dari satu detektor asap ditunjukkan pada gambar 2. yang terhubung pada adaptor.
Gambar 2. Pemasangan Kawat Dengan LED [4]
Mikrokontroler AT89S51
Adapun mikrokontroler tipe AT89S51 yang kompatibel dengan produk MCS-51, yang
diproduksi oleh ATMEL dengan teknologi memori yang tidak dapat hilang dan densitas tinggi, dimana
penggunaannya cukup luas. AT89S51 memerlukan daya yang rendah dengan penampilan yang baik
dengan menggunakan pengisi sistem yang dapat diprogram dengan mudah melalui ISP Memory
Flash. Instruksi program dan model pin tidak beda dengan standar AT80C51. Komputer dengan
mikrokontroler dapat berhubungan secara langsung hanya dengan menggunakan kabel antar muka
(konektor paralel). Dengan ISP Memory Flash mengijinkan program yang telah dibuat dapat diganti
dengan program yang baru dengan cara menghapus data yang ada pada mikrokontroler lalu mengisi
dengan program baru. Fitur-fitur yang dimiliki oleh mikrokontroler ini adalah sebagai berikut [5]:
1. 4 Kbytes ISP (In- System Programmable) Memory Flash.
2. 8 bit CPU
3. 32 jalur I/O (Input/Output) yang dapat diprogram.
4. Dua buah timer/counter 16 bit.
5. Full DuplexSerial Port UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter).
6. 128 x 8 bit RAM internal.
7. 4 Kbyte EPROM ( Erasable and Programmable ROM).
8. Chip Oscillator.
9. Enam sumber sistem interupsi.
10. Watchdog Timer.
11. Daerah operasi 4-5 Volt.
12. Daerah frekuensi 0-33 MHz.
13. Waktu pengisian program singkat.
14. Program ISP sangat fleksible.
Pada gambar 4. menunujukkan sebuah konfigurasi pin-pin dari mikrokontroler AT89S51.
Gambar 4. Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S51 [5]
Short Message Service Centre (SMSC)
Short Message Service merupakan salah satu fitur yang disediakan dalam komunikasi seluler
berupa pesan pendek, yang ditetapkan standart ETSI, pada dokumentasi GSM 3.40 dan GSM 3.38.
Pada saat mengirim pesan melalui SMS dari pesawat telepon seluler, pesan tersebut tidak
akan langsung dikirim ke telepon seluler tujuan, melainkan akan dikirim terlebih dahulu ke SMSC,
yang secara fisik dapat berwujud sebuah PC biasa. Setelah SMSC menerima pesan SMS dari
pengirim, maka SMSC akan langsung mengirimkan pesan SMS tersebut ke telepon seluler yang dituju
oleh pengirim, seperti yang ditunjukkan pada gambar 5.
Gambar 5. Blok Diagram Cara Kerja SMS [2]
Pesan SMS yang dikirim apakah telah diterima oleh si penerima atau gagal terkirim dapat kita
ketahui karena adanya peralatan SMSC tersebut. Pesan SMS tersebut akan dapat terkirim apabila
telepon seluler yang dituju dalam keadaan aktif, dan telepon seluler tersebut akan memberikan
konfirmasi kepada SMSC yang menyatakan bahwa pesan SMS tersebut telah diterima. Dan SMSC
pun akan mengirimkan status tersebut kepada telepon seluler pengirim. Apabila telepon seluler si
penerima dalam keadaan tidak aktif, maka pesan SMS tersebut akan disimpan pada SMSC sampai
period validity terpenuhi. Tabel 3. menunjukkan nomor SMSC dari beberapa operator GSM.
Tabel 3. Daftar SMS Centre
[2]
Operator GSM
No. SMSC
Telkomsel
6281100000
Satelindo
62816124
IM3
62855000000
Exelcomindo
62818445009
Mengirim SMS
Pada operasi mengirim dan menerima SMS, dapat digunakan dengan dua mode yaitu mode
teks dan mode PDU (Protocol data Unit).
Mode PDU (Protocol Data Unit) adalah format pesan dalam hexadecimal octet dan
semidecimal. Kelebihan menggunakan mode PDU adalah dapat melakukan encoding sendiri yang
tentunya harus pula didukung oleh hardware dan operator GSM, melakukan kompresi data,
menambahkan nada dering dan gambar pada pesan yang akan dikirim.
SMS Submit PDU (Mobile Originited)
SMS Submit PDU adalah pesan yang dikirim dari terminal ke SMS-Center dalam format PDU.
Gambar 6. menunjukkan sebuah skema format SMS Submit PDU.
Gambar 6. Skema Format SMS Submit PDU [2]
Pada tabel 4. dibawah ini merupakan sebuah format dari SMS Submit PDU.
Tabel 4. Format
Pesan
PDU
SMS Submit PDU
“kebakaran”
0001000CA1803181828202000009EBB238BC0ECBC36E (21 octet)
SCA (Service Centre Address), memiliki tiga komponen utama yaitu : Len, Type of Number
dan BCD Digits, yang mana penjelasannya terdapat pada tabel 5.
Tabel 5.
Octet
Penjelasan SCA (SMS Submit) [2]
Len
Keterangan
Panjang informasi SMSC dalam octet
Nilai
00
Type of number
Type of address dari SMSC 81 h= local
BCD Digits
format 91h = international format
Nomor SMSC, jika panjangnya ganjil, pada
akhir karakter tambahkan OF hexa
Oleh karena panjang dari SMSC adalah 0, bagian-bagian yang lain dapat diabaikan. SMSC
yang digunakan adalah SMSC yang terdapat pada SIM Card berdasarkan perintah “AT+CMGS”. Pada
tabel 6. berikut merupakan contoh penulisan nomor SMSC untuk masing-masing operator.
Tabel 6.
Operator
Satelindo
Exelcomindo
Telkomsel
IM3
Nomor SMSC Dalam Format PDU [2]
Nomor SMSC
62816124
62818445009
6281100000
62855000000
Format dalam PDU
05 91 26 18 16 42
07 91 26 18 48 54 00 F9
06 91 26 18 01 00 00
05 91 26 58 05 00 00 F0
PDU (Protocol Data Unit) Type, nilai default dari PDU untuk SMS Submit adalah 01h. Pada
contoh di
atas, PDU Type-nya adalah 11 yang memiliki arti yang tersebut pada tabel 7.
Tabel 7. Nilai Default
Bit no.
Nama
Nilai
7
RP
0
6
UDHI
0
5
SRR
0
4
VPF
1
PDU [2]
3
VPF
0
2
RD
0
1
MTI
0
0
MTI
1
MR (Message Reference), nomor referensi ini dibiarkan dulu 0, jadi bilangan hexa-nya 00.
nanti akan diberikan sebuah nomor referensi otomatis oleh telepon seluler/alat SMS gateway. Jadi
pada contoh di atas MR adalah 00.
DA (Destination Address), penulisan format Destination Address sama dengan original
address. Pada tabel 8. merupakan penjelasan dari Destination Address.
Tabel 8. Penjelasan Destination Address
Octet
Keterangan
Nilai
Len
Panjang nomor destination address
Type of number
BCD Digits
0C
Tipe dari destination address 81 h = local
91
91 h =international
Nomor destination address. Jika panjangnya
ganjil, pada akhir karakter tambahkan OF
803181828202
hexa
PID (Protocol Identifier), nilai default dari PID, sebagai berikut :
0 = 00 = dikirim sebagai SMS.
1 = 01 = dikirim sebagai telex.
2 = 02 = dikirim sebagai fax.
Dalam hal ini, untuk mengirim dalam bentuk SMS tentu saja kita memakai 00.
DCS (Data Coding Scheme), terdiri dari dua jenis, yaitu :
1. Skema 7 bit, ditandai dengan angka 0 sampai 00.
2. Skema 8 bit ditandai dengan angka lebih besar dari 0 diubah ke hexa.
Kebanyakan telepon seluler/SMS gateway yang ada dipasaran sekarang menggunakan
skema 7 bit, sehingga pada contoh diatas menggunakan DCS 00.
VP (Validity Period), merupakan jangka waktu sebelum SMS expired. Jika bagian ini di skip,
itu berarti kita tidak membatasi waktu berlakunya SMS. Sedangkan jika kita isi dengan suatu bilangan
integer yang kemudian diubah kepasangan hexa tertentu, bilangan yang kita berikan tersebut akan
mewakili jumlah waktu validitas SMS tersebut. Pada contoh diatas, VP-nya adalah AA, atau 170d,
170-166 = 4 hari. Rumus untuk menghitumg waktu validitas SMS tersebut dapat dilihat pada tabel 9.
Tabel 9. Validity Period [2]
Nilai VP
0-143
144-167
168-196
197-255
Nilai Validitas Periode
(VP+1)x45 menit (berarti : interval 5 menit s/d 12 jam)
12 jam+ (TP-VP-143)x 30 menit
(VP-166)x 1 hari
(VP-192) x 1 minggu
Agar SMS pasti terkirim sampai ke telepon seluler penerima, sebaiknya tidak memberikan
batasan waktu valid-nya.
UDL (User Data Length), merupakan panjang isi SMS (jumlah huruf dari isi). Pada contoh di
atas, User Data Length-nya adalah 09 (9 angka).
UD (User Data), untuk telepon seluler/SMS gateway berskema encoding 7 bit, jika kita
mengetikkan suatu huruf dari keypad-nya, berarti kita telah membuat 7 angka 1/0 berurutan. Ada dua
langkah yang dilakukan untuk mengkonversikan isi SMS, yaitu :
1. Mengubah isi SMS menjadi kode 7 bit.
“kebakaran”.
Bit
765 4321
k
110 1011
Dimana pada contoh diatas isi pesannya adalah
e
110 0101
b
110 0010
a
110 0001
k
110 1011
a
110 0001
r
111 0010
a
110 0001
n
110 1110
2. Mengubah kode 7 bit (septet) menjadi 8 bit (octet), yang mewakili pasangan heksa. Pada setiap
octet, jika jumlah bit kurang dari 8 , maka diambil dari bit paling kanan pada septet selanjutnya
dan digabungkan pada bagian kiri septet sebelumnya. Seperti pada contoh dibawah ini, dimana
nomor bit yang dicetak tebal merupakan kode awal dari 7 bit.
E
k
1110 1011
B
e
k
a
r
00001
3
1100 0011
6
1011
B
1100 1011
C
001
E
0000 1110
C
10
C
1011 1100
0
1
8
0011 1000
B
a
2
1011 0010
3
b
B
110010
E
a
0110 1110
n
0110 1110
1100001
Dengan demikian konversi dari 7 bit menjadi 8 bit dari isi pesan “kebakaran” tersebut adalah
“EBB238BC0ECBC36E”.
AT Command
Di balik tampilan menu message pada sebuah telepon seluler sebenarnya ada AT Command
yang bertugas mengirim dan menerima data dari/ke SMS Centre. AT Command dari setiap SMS
device dapat berbeda-beda, walaupun pada dasarnya sama.
AT Command digunakan untuk berkomunikasi dengan terminal melalui serial port pada
komputer. Dengan AT Command, kita dapat mengetahui besarnya suatu sinyal dari terminal, mengirim
pesan, menambahakan item pada buku alamat, mematikan terminal dan fungsi-fungsi lainnya. Setiap
vendor biasanya memberikan suatu referensi tentang daftar AT Command yang tersedia.
Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan adalah dengan membuat desain sebuah sistem baik
secara hardware maupun software. Mengimplementasikan desain yang telah dibuat tersebut,
selanjutnya dilakukan beberapa uji coba sistem tersebut secara keseluruhan dan mengambil datadata yang diperlukan.
Prosedur pelaksanaan penelitian adalah sebagai berikut:
1. mendesain dan membuat perangkat keras yang dibutuhkan.
2. mendesain dan membuat perangkat lunak yang dibutuhkan.
3. menguji coba sistem keamanan yang dihasilkan dengan cara:
a. memasang sistem sensor yang dihasilkan di suatu ruangan
b. memasang sistem keamanan mikrokontroler di suatu ruangan
c.
Membuat asap didalam ruangan
d. Mengamati fungsi sistem
Pembahasan
Perancangan sistem
Dalam perancangan alat ini meliputi dua bagian, yaitu perangkat keras dan perangkat lunak.
Perangkat keras, terdiri dari detektor asap, mikrokontroler AT89S51, kabel konektor serial, dua buah
pesawat telepon seluler dan buzzer. Sedangkan perangkat lunak berisikan program komunikasi
antara mikrokontroler dengan telepon seluler, dimana program tersebut telah diprogram dalam
mikrokontroler AT89S51.
Prinsip kerja dari alat ini secara umum dapat dilihat pada gambar 7. dibawah ini.
Gambar 7. Blok Diagram Alir Sistem
Perancangan Mikrokontroler
Mikrokontroler yang digunakan pada alat ini sudah dalam bentuk sistem minimum, yang terdiri
atas IC mikrokontroler, empat port I/O 10 kaki (8 bit data beserta Vcc dan ground), satu port ISP (InSystem Progamming), rangkaian osilator (dengan frekuensi ±12 Mhz), port ALE dan PSEN dua kaki
serta tombol RESET. Dengan internal program memory sebesar 4 Kbyte dan internal data memory
sebesar 128 RAM.
Port 3.0 dan port 3.1 digunakan sebagai masukkan ke IC MAX 232, port 3.2 dari
mikrokontroler terhubung ke detektor asap (terminal 4) yang digunakan sebagai masukkan
mikrokontroler. Port 2.0 yang terhubung ke buzzer, digunakan untuk menyalakan alarm, seperti yang
terlihat pada gambar 8.
Gambar 8. Perancangan Mikrokontroler AT89S51 [1]
RS-232
Komunikasi serial relatif lambat dan melibatkan interupsi untuk mengetahui apakah
pengiriman maupun penerimaan data telah selesai atau belum. Alamat interupsi serial yang
disediakan oleh MCS-51 adalah 23H. Alamat ini tidak membedakan apakah interupsi yang terjadi
adalah interupsi setelah pengiriman data selesai atau interupsi oleh adanya penerimaan data. MCS51 menyediakan flag untuk membedakan asal interupsi tersebut. Flag R1 akan di-set apabila ada data
yang siap untuk dibaca berada pada register SBUF. Sementara jika data yang berada pada SBUF
telah selesai dikirim, flag TI akan di-set.
Register SBUF adalah register tempat data serial akan dikirimkan, atau tempat dimana data
serial diterima. Secara fisik register ini ada dua, tetapi memiliki alamat yang sama. Register yang satu
hanya terlibat dalam proses pengiriman data, sementara register yang lain hanya terlibat dalam
proses penerimaan data. Jadi, program assembly seperti:
mov SBUF, A
mov B, SBUF
tidak akan menghasilkan B sama dengan A. Perintah tersebut akan diartikan sebagai pengiriman data
pada register A melalui kabel serial, dan pengambilan data yang diterima secara serial ke dalam
register B.
Pengiriman data ke SBUF yang terlalu cepat akan mengakibatkan data yang terkirim rusak
dan tidak dapat dibaca oleh si penerima. Metode yang paling aman untuk proses pengiriman dan
penerimaan data serial adalah dengan menyediakan buffer untuk kedua proses tersebut. Data yang
dikirim tidak langsung ke SBUF, melainkan ke buffer. Demikian juga sebaliknya dengan pengambilan
data.
Pada gambar 9. menunjukkan rangkaian RS 232 yang digunakan pada perancangan sistem
ini, dimana perangkat ini yang menjalankan komunikasi antara mikrokontroler dengan telepon seluler.
Gambar 9. Rangkaian IC MAX 232 [3]
Hardware pada komunikasi serial port dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu Data Communication
Equipment (DCE) dan Data Terminal Equipment (DTE). Contoh DCE seperti modem, plotter, scanner,
sedangkan contoh DTE seperti terminal di komputer. Spesifikasi elektronik dari serial port merujuk
pada Electronic Industry Association (EIA) adalah sebagai berikut [3]:
1. “Space” (logika 0) adalah tegangan antara +3V hingga +25V.
2. “Mark” (logika 1) adalah tegangan antara -3V hingga -25V.
3. Daerah antara +3V hingga -3V tidak didefinisikan/tidak terpakai.
4. Tegangan open circuit tidak boleh melebihi 25V.
5. Arus hubungan singkat tidak boleh melebihi 500 mA.
Telepon seluler
Dalam pembuatan alat ini, untuk dapat mengirimkan informasi data yang berbentuk SMS
maka memerlukan perangkat pendukung, yaitu telepon seluler Siemens tipe C55, yang memiliki kabel
data serial, dimana kabel tersebut terhubung ke port DB9 dan telepon seluler.
Untuk dapat mengetahui isi SMS yang dikirim, maka diperlukan perangkat tambahan satu buah
telepon seluler jenis apa saja yang menggunakan sistem jaringan GSM. Perangkat tambahan yang
digunakan pada perancangan alat ini adalah telepon seluler NOKIA tipe 6681. Telepon seluler ini juga
digunakan untuk membalas (reply) SMS yang telah diterima tadi. Pada gambar 10. menunjukkan duah
buah telepon seluler dan kabel data yang digunakan.
Gambar 10. Siemens C55, Kabel Data Serial Dan Nokia 6681
Skema rangkaian dari perangkat keras secara keseluruhan dapat terlihat pada gambar 11.
Gambar 11. Skema Rangkaian Perangkat Keras
Perangkat Lunak
Perangkat lunak atau yang biasa disebut software adalah instruksi-instruksi yang digunakan
sebagai sistem suatu operasi agar dapat mengendalikan perangkat keras (hardware). Perangkat
lunak ini merupakan suatu pendukung dari perangkat keras.
Untuk dapat mengendalikan sistem pada alat ini, digunakan mikrokontroler AT89S51. Bahasa
program yang digunakan adalah bahasa assembler dengan sotfware program 8051 Editor,
Assembler, Simulator IDE versi 1.18 produksi AceBus, yang dapat dijalankan pada platform windows
dan kompatibel dengan produk MCS-51. Seperti nama softwarenya, kemampuannya adalah sebagai
Editor (meng-edit program yang sudah ada secara langsung), Assembler (mengkompilasi program
yang sudah ada untuk mengetahui ada kesalahan atau tidak) dan Simulator (mensimulasi hasil
program yang telah jalan, sehingga mengetahui secara jelas urutan deskripsi program yang telah
dibuat). Sedangkan dalam pengisian program ke mikrokontroler hanya menggunakan ISP flash
memory dan kabel antar muka ISP yang dihubungkan langsung ke komputer (PC) melalui koneksi RS
232. Program ini bertujuan untuk memberikan informasi (berupa SMS) kepada nomor telepon seluler
yang telah diprogram di mikrokontroler AT89S51, dan menerima balasan SMS (apakah menyalakan
buzzer atau tidak).
Program Mendeteksi Asap
Program ini merupakan program untuk mendeteksi adanya kumpulan-kumpulan asap di
daerah sekitar detektor asap. Script atau listing program untuk mendeteksi asap ini dapat terlihat
seperti dibawah ini:
mulai:
setb
p2.0
jnb
p3.2,main
sjmp
mulai
Program Mengirim SMS
Program ini merupakan program untuk mengirimkan SMS kepada nomor telepon seluler yang
telah terprogram di mikrokontroler AT89S51 jika detektor asap sudah dapat mendeteksi kumpulankumpulan asap dan mengirimkan sinyal alarm ke mikrokontroler. Listing program dari program
mengirim SMS yaitu seperti dibawah ini:
Main:
clr
Mov
p2.5
dptr,#Setting
acall send_call
acall delay_2s
setb
clr
mov
p2.5
p2.1
dptr,#smsKirim
acall send_call
acall delay_2s
setb
clr
mov
p2.1
p2.2
a,#26
acall send
acall delay_2s
acall delay_5S
setb
p2.2
Isi SMS yang akan dikirim tersebut adalah “kebakaran”. Dan isi dari SMS serta nomor telepon
seluler yang dituju itu pun telah terprogram didalam mikrokontroler AT89S51. Berikut merupakan
listing program yang dari isi SMS dan nomor tujuan:
smsKirim:
db"0001000CA1803181828202000009EBB238BC0ECBC36E",0
Program Menerima SMS Dan Bunyi Buzzer
Program ini merupakan penerimaan SMS atau jawaban atas SMS atas program sebelumnya,
yaitu program mengirim SMS. Jawaban atau balasan dari SMS tersebut diatas tidak harus dari nomor
telepon seluler yang dikirimkan SMS tadi (nomor tujuan yang telah terprogram dalam mikrokontroler
AT89S51), namun balasan SMS-nya dapat direspon dari nomor mana saja. Dan buzzer akan berbunyi
bersamaan dengan diterimanya SMS. Listing program untuk menerima dan bunyi buzzer adalah
sebagai berikut:
program_baca:
acall receive
acall send
cjne
a,#'T',program_baca
acall receive
acall delay_1s
clr
p2.7
baca_sms:
mov
dptr,#cmgr
acall send_call
nop
nop
nop
setb
p2.7
mov
r6,#52
baca:
acall receive
djnz
r6,baca
baca2:
acall receive
cjne
a,#'4',baca2
acall receive
cjne
a,#'2',baca2
alarm:
clr
p2.0
acall delay_5s
acall delay_5s
Hasil Uji Coba
Pengujian Detektor Asap
Untuk pengujian ini digunakan detektor asap (HC-202D), yang merupakan sebuah komponen
yang dapat mendeteksi ada atau tidaknya kumpulan-kumpulan asap didalam suatu ruangan. Batas
tegangan masukan yang diperbolehkan antara 18 VDC s/d 28 VDC.
Detektor asap diberikan tegangan masukkan dari adaptor sebesar 24 volt DC, pada terminal 1
dari detektor asap terhubung ke bagian positif (+) dari adaptor, sedangkan bagian negatif (-) dari
adaptor terhubung pada terminal 3 pada detektor asap. Pada terminal 2 dan terminal 4 dari detektor
asap, yang merupakan output dari detektor asap digunakan sebagai masukan untuk mikrokontroler.
Detektor asap ini diletakkan diatas sebuah plat besi yang mempunyai ukuran 18cm X 18cm, dengan
tinggi 50cm. Didekat detektor asap diletakkan sebuah termometer untuk mengetahui keadaan suhu
pada saat percobaan. Pada gambar 12. merupakan cara pengukuran yang dilakukan pada detektor
asap.
Gambar 12. Pengukuran Detektor Asap
Sedangkan hasil dari pengukuran yang dilakukan terhadap detektor asap dapat terlihat pada
tabel 10.
Tabel 10.
Pengukuran Suhu Detektor Asap
Vout
Percobaan
Suhu
Detektor asap
1
2
3
35ºC
40ºC
45ºC
Off
Off
Off
(DC)
0 volt
0 volt
0 volt
4
48ºC
Off
0 volt
5
50ºC
Off
0 volt
6
52ºC
On
5 volt
7
55ºC
On
5 volt
Pengujian Alat Keseluruhan
Pengujian dilakukan dengan maksud untuk mengetahui bekerja atau tidaknya alat secara
keseluruhan, dengan cara memberikan tegangan dari adaptor ke detektor asap sebesar 24 volt. Lalu
dibuat kumpulan-kumpulan asap dengan membakar kertas-kertas bekas hingga mencapai suhu diatas
50ºC. Setelah detektor asap bekerja, maka akan mengirimkan alarm ke mikrokontroler sebagai
masukkan. Kemudian isi pesan (“kebakaran”) yang telah diprogram di mikrokontroler akan dikirim ke
nomor telepon seluler dituju yang juga telah diprogram di dalam mikrokontroler. Setelah mendapatkan
balasan SMS yang berisikan huruf “B”, maka secara otomatis buzzer akan berbunyi, bersamaan
dengan diterimanya SMS tersebut. Pada gambar 13. merupakan sebuah skema rangkaian dari
pengujian alat secara keseluruhan.
Gambar 13. Skema Rangkaian Pengujian Alat
Cara lain yang dapat dilakukan dalam pengujian ini adalah dengan menggunakan sebuah
tombol sebagai pengganti masukan dari detektor asap. Dimana pada input ini diberikan masukan
tegangan sebesar 12 volt DC. Dan output dari port DB9 terhubung ke CPU melalui kabel serial.
Sehingga jika tombol pengganti tersebut ditekan, maka tampilan pada layar monitor akan tampak
pada gambar 14, yang menandakan bahwa simulasi pengiriman SMS telah dikirim.
Gambar 14. Tampilan Program Pada Layar Monitor
Pada gambar 15. dibawah ini menunjukkan photo pengujian alat secara keseluruhan.
Gambar 15. Photo Pengujian Alat
Penutup
Setelah alat yang dirancang terealisasi, dan dilakukan uji coba maka dapat diambil beberapa
kesimpulan dengan melihat dari proses pengukuran, diantaranya adalah :
1. Komponen/bagian detektor asap akan bekerja pada suhu diatas 50ºC.
2. Rangkaian mikrokontroler akan bekerja jika terdapat tegangan masukan sebesar ± 5 volt DC,
sehingga dapat segera mengirimkan SMS yang telah terprogram didalam mikrokontroler tersebut.
3. Buzzer akan menyala jika telepon seluler Siemens C55 mendapatkan balasan SMS yang
berisikan huruf “B”.
4. Alat ini dapat memberikan informasi jika terjadi kebakaran kepada pemilik ruangan melalui telepon
selulernya.
DAFTAR PUSTAKA
1. Sudjadi, Teori dan Aplikasi Mikrokontroler, Graha Ilmu, 2005.
2. Ir. Bustam Khang, Trik Pemrograman Aplikasi Berbasis SMS, PT Elex Media Komputindo, Jakarta,
2002.
3. Widodo Budiharto S., Si., M.Kom., Elektronika Digital dan Mikroprosesor, Andi, Yogyakarta, 2005.
4. http://www.smoke detector.com, Ionization Smoke Detector HC-202D.
5. http://www.atmel.com, Microcontroller AT89S51 ISP Flash Memory, Atmel Corporation, 2001.
PENGIRIMAN INFORMASI KEBAKARAN MELALUI TELEPON
SELULER.
Eri Prasetyo, Wahyu K.R. dan Riko Aprihadi
Universitas Gunadarma
Jl. Margonda Raya 100 Depok
email : [email protected]
ABSTRAKSI
Paper ini membahas mengenai sistem penyampaian informasi kebakaran melalui telepon
seluler berbasis mikrokontroler. Sistem ini menggunakan beberapa perangkat utama dan
tambahan, diantaranya adalah detektor asap sebagai pendeteksi asap jika terjadi kebakaran,
mikrokontroler dan dua buah telepon seluler yang menggunakan jaringan GSM. Dengan sistem
ini dapat mendeteksi kumpulan-kumpulan asap diatas 50°C dan mengirimkan informasi data
(SMS) yang berisi “kebakaran” kepada nomor telepon seluler yang telah terprogram didalam
mikrokontroler AT89S51. Dimana sistem ini dilengkapi dengan feed back untuk menyalakan
buzzer dengan mengirimkan SMS balasan yang isinya berupa huruf “B”.
Kata Kunci
: Detektor Asap, Mikrokontoler AT89S51, Komunikasi Serial, GSM
Pendahuluan
Kemajuan teknologi yang semakin pesat, membuat kehidupan manusia menjadi lebih mudah
dan praktis. Kemajuan teknologi tersebut salah satu diantaranya adalah teknologi mikrokontroler.
Penggunaan mikrokontroler akhir-akhir ini telah meluas ke segala bidang. Penggunaannya tidak
hanya pada bidang komputer saja, tetapi juga telah digunakan pada peralatan-peralatan elektronik
lainnya, misalnya perangkat yang bisa kita lihat sehari-hari, seperti telepon seluler, televisi, mesin cuci
bahkan sampai ke instrument ruang angkasa. Mikrokontroler itu sendiri merupakan suatu komponen
elektronika yang jika diberikan data masukan (input), memproses data masukan (input) tersebut, dan
kemudian mengeluarkan hasil (output) dari data yang diproses tadi.
Teknologi lainnya adalah media yang digunakan dalam suatu hubungan telekomunikasi.
Teknologi komunikasi jarak jauh sekarang ini tidak hanya menggunakan suatu kabel sebagai
medianya, tetapi teknologi tanpa kabel yang biasa disebut dengan wireless sudah menjadi hal umum.
Contoh teknologi tersebut adalah telepon seluler yang sudah berkembang sangat pesat, dimana
hampir setiap orang mengunakan telepon seluler dalam berkomunikasi.
Dampak kemajuan teknologi lain yang tak kalah penting adalah adanya suatu alat yang dapat
membantu dan meringankan manusia dalam mengurangi korban jiwa dan kerugian secara materil jika
terjadi kebakaran pada suatu ruangan (rumah/gedung), yaitu dengan alat yang dapat mendeteksi
asap (yang mengindikasikan terjadinya kebakaran) dalam suatu ruangan. Penggunaan alat ini
semakin dibutuhkan, dengan semakin kompleksnya pekerjaan manusia dan tingginya faktor terjadinya
kebakaran.
Didalam paper ini dibahas bagaimana merancang suatu sistem pemantau atau pendeteksi
pada suatu ruangan (rumah/gedung) bila terdapat asap yang mengindikasikan terjadinya suatu
kebakaran dengan menggunakan mikrokontroler. Mikrokontroler lewat telepon seluler didalam sistem
memberikan informasi kepada pemilik ruangan, melalui pesan pendek (SMS) ke telepon seluler pemilik
ruangan tersebut. Dan pemilik ruangan tersebut dapat menyalakan alarm lewat sms balik.
Landasan Teori
Detektor Asap (Smoke Detector)
Detektor asap merupakan sebuah produk yang dirancang untuk suatu bangunan (rumah atau
gedung), yang bekerja untuk mendeteksi kumpulan-kumpulan asap. Agar manusia dapat mengetahui
lebih cepat jika terjadi suatu kebakaran, sehingga dapat meminimalisir kerugian-kerugian yang
diakibatkan dari kebakaran tersebut.
Detektor asap ini mempunyai beberapa sifat, diantaranya adalah [4]:
1. Sangat sensitif terhadap asap.
2. Jika supply yang masuk salah polaritas, tidak akan rusak.
3. Dapat dihubungkan lebih dari satu detektor asap secara bersama-sama.
Pada gambar 2.1 menunjukkan salah satu bentuk dari beberapa jenis detektor asap, yaitu
Ionization Smoke Detector HC-202D.
Gambar 1 Ionization Smoke Detector HC-202D [4]
Detektor asap yang digunakan dalam alat yang dibuat adalah jenis detektor yang banyak
dijual dipasaran, yaitu Ionization Smoke Detector (model : HC-202D). Spesifikasi dari detektor asap
tersebut adalah seperti tabel 1.
Tabel 1. Spesifikasi Smoke Detector [4]
Model
Ionization Smoke Detector HC-202D
Tegangan nominal
24 volt (DC)
Batasan tegangan masukan
18 volt s/d 28 volt (DC)
Suhu normal ruangan
-15˚C s/d 50˚C
Ukuran
103 mm x 47 mm
Berat
140 gram
Detektor seperti ini cocok untuk instalasi di tempat-tempat seperti pintu masuk tangga rumah,
koridor, aula/ruangan lift, ruang dalam rumah, dan lain lain. Skema rangkaian dalam pemasangan
lebih dari satu detektor asap ditunjukkan pada gambar 2. yang terhubung pada adaptor.
Gambar 2. Pemasangan Kawat Dengan LED [4]
Mikrokontroler AT89S51
Adapun mikrokontroler tipe AT89S51 yang kompatibel dengan produk MCS-51, yang
diproduksi oleh ATMEL dengan teknologi memori yang tidak dapat hilang dan densitas tinggi, dimana
penggunaannya cukup luas. AT89S51 memerlukan daya yang rendah dengan penampilan yang baik
dengan menggunakan pengisi sistem yang dapat diprogram dengan mudah melalui ISP Memory
Flash. Instruksi program dan model pin tidak beda dengan standar AT80C51. Komputer dengan
mikrokontroler dapat berhubungan secara langsung hanya dengan menggunakan kabel antar muka
(konektor paralel). Dengan ISP Memory Flash mengijinkan program yang telah dibuat dapat diganti
dengan program yang baru dengan cara menghapus data yang ada pada mikrokontroler lalu mengisi
dengan program baru. Fitur-fitur yang dimiliki oleh mikrokontroler ini adalah sebagai berikut [5]:
1. 4 Kbytes ISP (In- System Programmable) Memory Flash.
2. 8 bit CPU
3. 32 jalur I/O (Input/Output) yang dapat diprogram.
4. Dua buah timer/counter 16 bit.
5. Full DuplexSerial Port UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter).
6. 128 x 8 bit RAM internal.
7. 4 Kbyte EPROM ( Erasable and Programmable ROM).
8. Chip Oscillator.
9. Enam sumber sistem interupsi.
10. Watchdog Timer.
11. Daerah operasi 4-5 Volt.
12. Daerah frekuensi 0-33 MHz.
13. Waktu pengisian program singkat.
14. Program ISP sangat fleksible.
Pada gambar 4. menunujukkan sebuah konfigurasi pin-pin dari mikrokontroler AT89S51.
Gambar 4. Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S51 [5]
Short Message Service Centre (SMSC)
Short Message Service merupakan salah satu fitur yang disediakan dalam komunikasi seluler
berupa pesan pendek, yang ditetapkan standart ETSI, pada dokumentasi GSM 3.40 dan GSM 3.38.
Pada saat mengirim pesan melalui SMS dari pesawat telepon seluler, pesan tersebut tidak
akan langsung dikirim ke telepon seluler tujuan, melainkan akan dikirim terlebih dahulu ke SMSC,
yang secara fisik dapat berwujud sebuah PC biasa. Setelah SMSC menerima pesan SMS dari
pengirim, maka SMSC akan langsung mengirimkan pesan SMS tersebut ke telepon seluler yang dituju
oleh pengirim, seperti yang ditunjukkan pada gambar 5.
Gambar 5. Blok Diagram Cara Kerja SMS [2]
Pesan SMS yang dikirim apakah telah diterima oleh si penerima atau gagal terkirim dapat kita
ketahui karena adanya peralatan SMSC tersebut. Pesan SMS tersebut akan dapat terkirim apabila
telepon seluler yang dituju dalam keadaan aktif, dan telepon seluler tersebut akan memberikan
konfirmasi kepada SMSC yang menyatakan bahwa pesan SMS tersebut telah diterima. Dan SMSC
pun akan mengirimkan status tersebut kepada telepon seluler pengirim. Apabila telepon seluler si
penerima dalam keadaan tidak aktif, maka pesan SMS tersebut akan disimpan pada SMSC sampai
period validity terpenuhi. Tabel 3. menunjukkan nomor SMSC dari beberapa operator GSM.
Tabel 3. Daftar SMS Centre
[2]
Operator GSM
No. SMSC
Telkomsel
6281100000
Satelindo
62816124
IM3
62855000000
Exelcomindo
62818445009
Mengirim SMS
Pada operasi mengirim dan menerima SMS, dapat digunakan dengan dua mode yaitu mode
teks dan mode PDU (Protocol data Unit).
Mode PDU (Protocol Data Unit) adalah format pesan dalam hexadecimal octet dan
semidecimal. Kelebihan menggunakan mode PDU adalah dapat melakukan encoding sendiri yang
tentunya harus pula didukung oleh hardware dan operator GSM, melakukan kompresi data,
menambahkan nada dering dan gambar pada pesan yang akan dikirim.
SMS Submit PDU (Mobile Originited)
SMS Submit PDU adalah pesan yang dikirim dari terminal ke SMS-Center dalam format PDU.
Gambar 6. menunjukkan sebuah skema format SMS Submit PDU.
Gambar 6. Skema Format SMS Submit PDU [2]
Pada tabel 4. dibawah ini merupakan sebuah format dari SMS Submit PDU.
Tabel 4. Format
Pesan
PDU
SMS Submit PDU
“kebakaran”
0001000CA1803181828202000009EBB238BC0ECBC36E (21 octet)
SCA (Service Centre Address), memiliki tiga komponen utama yaitu : Len, Type of Number
dan BCD Digits, yang mana penjelasannya terdapat pada tabel 5.
Tabel 5.
Octet
Penjelasan SCA (SMS Submit) [2]
Len
Keterangan
Panjang informasi SMSC dalam octet
Nilai
00
Type of number
Type of address dari SMSC 81 h= local
BCD Digits
format 91h = international format
Nomor SMSC, jika panjangnya ganjil, pada
akhir karakter tambahkan OF hexa
Oleh karena panjang dari SMSC adalah 0, bagian-bagian yang lain dapat diabaikan. SMSC
yang digunakan adalah SMSC yang terdapat pada SIM Card berdasarkan perintah “AT+CMGS”. Pada
tabel 6. berikut merupakan contoh penulisan nomor SMSC untuk masing-masing operator.
Tabel 6.
Operator
Satelindo
Exelcomindo
Telkomsel
IM3
Nomor SMSC Dalam Format PDU [2]
Nomor SMSC
62816124
62818445009
6281100000
62855000000
Format dalam PDU
05 91 26 18 16 42
07 91 26 18 48 54 00 F9
06 91 26 18 01 00 00
05 91 26 58 05 00 00 F0
PDU (Protocol Data Unit) Type, nilai default dari PDU untuk SMS Submit adalah 01h. Pada
contoh di
atas, PDU Type-nya adalah 11 yang memiliki arti yang tersebut pada tabel 7.
Tabel 7. Nilai Default
Bit no.
Nama
Nilai
7
RP
0
6
UDHI
0
5
SRR
0
4
VPF
1
PDU [2]
3
VPF
0
2
RD
0
1
MTI
0
0
MTI
1
MR (Message Reference), nomor referensi ini dibiarkan dulu 0, jadi bilangan hexa-nya 00.
nanti akan diberikan sebuah nomor referensi otomatis oleh telepon seluler/alat SMS gateway. Jadi
pada contoh di atas MR adalah 00.
DA (Destination Address), penulisan format Destination Address sama dengan original
address. Pada tabel 8. merupakan penjelasan dari Destination Address.
Tabel 8. Penjelasan Destination Address
Octet
Keterangan
Nilai
Len
Panjang nomor destination address
Type of number
BCD Digits
0C
Tipe dari destination address 81 h = local
91
91 h =international
Nomor destination address. Jika panjangnya
ganjil, pada akhir karakter tambahkan OF
803181828202
hexa
PID (Protocol Identifier), nilai default dari PID, sebagai berikut :
0 = 00 = dikirim sebagai SMS.
1 = 01 = dikirim sebagai telex.
2 = 02 = dikirim sebagai fax.
Dalam hal ini, untuk mengirim dalam bentuk SMS tentu saja kita memakai 00.
DCS (Data Coding Scheme), terdiri dari dua jenis, yaitu :
1. Skema 7 bit, ditandai dengan angka 0 sampai 00.
2. Skema 8 bit ditandai dengan angka lebih besar dari 0 diubah ke hexa.
Kebanyakan telepon seluler/SMS gateway yang ada dipasaran sekarang menggunakan
skema 7 bit, sehingga pada contoh diatas menggunakan DCS 00.
VP (Validity Period), merupakan jangka waktu sebelum SMS expired. Jika bagian ini di skip,
itu berarti kita tidak membatasi waktu berlakunya SMS. Sedangkan jika kita isi dengan suatu bilangan
integer yang kemudian diubah kepasangan hexa tertentu, bilangan yang kita berikan tersebut akan
mewakili jumlah waktu validitas SMS tersebut. Pada contoh diatas, VP-nya adalah AA, atau 170d,
170-166 = 4 hari. Rumus untuk menghitumg waktu validitas SMS tersebut dapat dilihat pada tabel 9.
Tabel 9. Validity Period [2]
Nilai VP
0-143
144-167
168-196
197-255
Nilai Validitas Periode
(VP+1)x45 menit (berarti : interval 5 menit s/d 12 jam)
12 jam+ (TP-VP-143)x 30 menit
(VP-166)x 1 hari
(VP-192) x 1 minggu
Agar SMS pasti terkirim sampai ke telepon seluler penerima, sebaiknya tidak memberikan
batasan waktu valid-nya.
UDL (User Data Length), merupakan panjang isi SMS (jumlah huruf dari isi). Pada contoh di
atas, User Data Length-nya adalah 09 (9 angka).
UD (User Data), untuk telepon seluler/SMS gateway berskema encoding 7 bit, jika kita
mengetikkan suatu huruf dari keypad-nya, berarti kita telah membuat 7 angka 1/0 berurutan. Ada dua
langkah yang dilakukan untuk mengkonversikan isi SMS, yaitu :
1. Mengubah isi SMS menjadi kode 7 bit.
“kebakaran”.
Bit
765 4321
k
110 1011
Dimana pada contoh diatas isi pesannya adalah
e
110 0101
b
110 0010
a
110 0001
k
110 1011
a
110 0001
r
111 0010
a
110 0001
n
110 1110
2. Mengubah kode 7 bit (septet) menjadi 8 bit (octet), yang mewakili pasangan heksa. Pada setiap
octet, jika jumlah bit kurang dari 8 , maka diambil dari bit paling kanan pada septet selanjutnya
dan digabungkan pada bagian kiri septet sebelumnya. Seperti pada contoh dibawah ini, dimana
nomor bit yang dicetak tebal merupakan kode awal dari 7 bit.
E
k
1110 1011
B
e
k
a
r
00001
3
1100 0011
6
1011
B
1100 1011
C
001
E
0000 1110
C
10
C
1011 1100
0
1
8
0011 1000
B
a
2
1011 0010
3
b
B
110010
E
a
0110 1110
n
0110 1110
1100001
Dengan demikian konversi dari 7 bit menjadi 8 bit dari isi pesan “kebakaran” tersebut adalah
“EBB238BC0ECBC36E”.
AT Command
Di balik tampilan menu message pada sebuah telepon seluler sebenarnya ada AT Command
yang bertugas mengirim dan menerima data dari/ke SMS Centre. AT Command dari setiap SMS
device dapat berbeda-beda, walaupun pada dasarnya sama.
AT Command digunakan untuk berkomunikasi dengan terminal melalui serial port pada
komputer. Dengan AT Command, kita dapat mengetahui besarnya suatu sinyal dari terminal, mengirim
pesan, menambahakan item pada buku alamat, mematikan terminal dan fungsi-fungsi lainnya. Setiap
vendor biasanya memberikan suatu referensi tentang daftar AT Command yang tersedia.
Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan adalah dengan membuat desain sebuah sistem baik
secara hardware maupun software. Mengimplementasikan desain yang telah dibuat tersebut,
selanjutnya dilakukan beberapa uji coba sistem tersebut secara keseluruhan dan mengambil datadata yang diperlukan.
Prosedur pelaksanaan penelitian adalah sebagai berikut:
1. mendesain dan membuat perangkat keras yang dibutuhkan.
2. mendesain dan membuat perangkat lunak yang dibutuhkan.
3. menguji coba sistem keamanan yang dihasilkan dengan cara:
a. memasang sistem sensor yang dihasilkan di suatu ruangan
b. memasang sistem keamanan mikrokontroler di suatu ruangan
c.
Membuat asap didalam ruangan
d. Mengamati fungsi sistem
Pembahasan
Perancangan sistem
Dalam perancangan alat ini meliputi dua bagian, yaitu perangkat keras dan perangkat lunak.
Perangkat keras, terdiri dari detektor asap, mikrokontroler AT89S51, kabel konektor serial, dua buah
pesawat telepon seluler dan buzzer. Sedangkan perangkat lunak berisikan program komunikasi
antara mikrokontroler dengan telepon seluler, dimana program tersebut telah diprogram dalam
mikrokontroler AT89S51.
Prinsip kerja dari alat ini secara umum dapat dilihat pada gambar 7. dibawah ini.
Gambar 7. Blok Diagram Alir Sistem
Perancangan Mikrokontroler
Mikrokontroler yang digunakan pada alat ini sudah dalam bentuk sistem minimum, yang terdiri
atas IC mikrokontroler, empat port I/O 10 kaki (8 bit data beserta Vcc dan ground), satu port ISP (InSystem Progamming), rangkaian osilator (dengan frekuensi ±12 Mhz), port ALE dan PSEN dua kaki
serta tombol RESET. Dengan internal program memory sebesar 4 Kbyte dan internal data memory
sebesar 128 RAM.
Port 3.0 dan port 3.1 digunakan sebagai masukkan ke IC MAX 232, port 3.2 dari
mikrokontroler terhubung ke detektor asap (terminal 4) yang digunakan sebagai masukkan
mikrokontroler. Port 2.0 yang terhubung ke buzzer, digunakan untuk menyalakan alarm, seperti yang
terlihat pada gambar 8.
Gambar 8. Perancangan Mikrokontroler AT89S51 [1]
RS-232
Komunikasi serial relatif lambat dan melibatkan interupsi untuk mengetahui apakah
pengiriman maupun penerimaan data telah selesai atau belum. Alamat interupsi serial yang
disediakan oleh MCS-51 adalah 23H. Alamat ini tidak membedakan apakah interupsi yang terjadi
adalah interupsi setelah pengiriman data selesai atau interupsi oleh adanya penerimaan data. MCS51 menyediakan flag untuk membedakan asal interupsi tersebut. Flag R1 akan di-set apabila ada data
yang siap untuk dibaca berada pada register SBUF. Sementara jika data yang berada pada SBUF
telah selesai dikirim, flag TI akan di-set.
Register SBUF adalah register tempat data serial akan dikirimkan, atau tempat dimana data
serial diterima. Secara fisik register ini ada dua, tetapi memiliki alamat yang sama. Register yang satu
hanya terlibat dalam proses pengiriman data, sementara register yang lain hanya terlibat dalam
proses penerimaan data. Jadi, program assembly seperti:
mov SBUF, A
mov B, SBUF
tidak akan menghasilkan B sama dengan A. Perintah tersebut akan diartikan sebagai pengiriman data
pada register A melalui kabel serial, dan pengambilan data yang diterima secara serial ke dalam
register B.
Pengiriman data ke SBUF yang terlalu cepat akan mengakibatkan data yang terkirim rusak
dan tidak dapat dibaca oleh si penerima. Metode yang paling aman untuk proses pengiriman dan
penerimaan data serial adalah dengan menyediakan buffer untuk kedua proses tersebut. Data yang
dikirim tidak langsung ke SBUF, melainkan ke buffer. Demikian juga sebaliknya dengan pengambilan
data.
Pada gambar 9. menunjukkan rangkaian RS 232 yang digunakan pada perancangan sistem
ini, dimana perangkat ini yang menjalankan komunikasi antara mikrokontroler dengan telepon seluler.
Gambar 9. Rangkaian IC MAX 232 [3]
Hardware pada komunikasi serial port dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu Data Communication
Equipment (DCE) dan Data Terminal Equipment (DTE). Contoh DCE seperti modem, plotter, scanner,
sedangkan contoh DTE seperti terminal di komputer. Spesifikasi elektronik dari serial port merujuk
pada Electronic Industry Association (EIA) adalah sebagai berikut [3]:
1. “Space” (logika 0) adalah tegangan antara +3V hingga +25V.
2. “Mark” (logika 1) adalah tegangan antara -3V hingga -25V.
3. Daerah antara +3V hingga -3V tidak didefinisikan/tidak terpakai.
4. Tegangan open circuit tidak boleh melebihi 25V.
5. Arus hubungan singkat tidak boleh melebihi 500 mA.
Telepon seluler
Dalam pembuatan alat ini, untuk dapat mengirimkan informasi data yang berbentuk SMS
maka memerlukan perangkat pendukung, yaitu telepon seluler Siemens tipe C55, yang memiliki kabel
data serial, dimana kabel tersebut terhubung ke port DB9 dan telepon seluler.
Untuk dapat mengetahui isi SMS yang dikirim, maka diperlukan perangkat tambahan satu buah
telepon seluler jenis apa saja yang menggunakan sistem jaringan GSM. Perangkat tambahan yang
digunakan pada perancangan alat ini adalah telepon seluler NOKIA tipe 6681. Telepon seluler ini juga
digunakan untuk membalas (reply) SMS yang telah diterima tadi. Pada gambar 10. menunjukkan duah
buah telepon seluler dan kabel data yang digunakan.
Gambar 10. Siemens C55, Kabel Data Serial Dan Nokia 6681
Skema rangkaian dari perangkat keras secara keseluruhan dapat terlihat pada gambar 11.
Gambar 11. Skema Rangkaian Perangkat Keras
Perangkat Lunak
Perangkat lunak atau yang biasa disebut software adalah instruksi-instruksi yang digunakan
sebagai sistem suatu operasi agar dapat mengendalikan perangkat keras (hardware). Perangkat
lunak ini merupakan suatu pendukung dari perangkat keras.
Untuk dapat mengendalikan sistem pada alat ini, digunakan mikrokontroler AT89S51. Bahasa
program yang digunakan adalah bahasa assembler dengan sotfware program 8051 Editor,
Assembler, Simulator IDE versi 1.18 produksi AceBus, yang dapat dijalankan pada platform windows
dan kompatibel dengan produk MCS-51. Seperti nama softwarenya, kemampuannya adalah sebagai
Editor (meng-edit program yang sudah ada secara langsung), Assembler (mengkompilasi program
yang sudah ada untuk mengetahui ada kesalahan atau tidak) dan Simulator (mensimulasi hasil
program yang telah jalan, sehingga mengetahui secara jelas urutan deskripsi program yang telah
dibuat). Sedangkan dalam pengisian program ke mikrokontroler hanya menggunakan ISP flash
memory dan kabel antar muka ISP yang dihubungkan langsung ke komputer (PC) melalui koneksi RS
232. Program ini bertujuan untuk memberikan informasi (berupa SMS) kepada nomor telepon seluler
yang telah diprogram di mikrokontroler AT89S51, dan menerima balasan SMS (apakah menyalakan
buzzer atau tidak).
Program Mendeteksi Asap
Program ini merupakan program untuk mendeteksi adanya kumpulan-kumpulan asap di
daerah sekitar detektor asap. Script atau listing program untuk mendeteksi asap ini dapat terlihat
seperti dibawah ini:
mulai:
setb
p2.0
jnb
p3.2,main
sjmp
mulai
Program Mengirim SMS
Program ini merupakan program untuk mengirimkan SMS kepada nomor telepon seluler yang
telah terprogram di mikrokontroler AT89S51 jika detektor asap sudah dapat mendeteksi kumpulankumpulan asap dan mengirimkan sinyal alarm ke mikrokontroler. Listing program dari program
mengirim SMS yaitu seperti dibawah ini:
Main:
clr
Mov
p2.5
dptr,#Setting
acall send_call
acall delay_2s
setb
clr
mov
p2.5
p2.1
dptr,#smsKirim
acall send_call
acall delay_2s
setb
clr
mov
p2.1
p2.2
a,#26
acall send
acall delay_2s
acall delay_5S
setb
p2.2
Isi SMS yang akan dikirim tersebut adalah “kebakaran”. Dan isi dari SMS serta nomor telepon
seluler yang dituju itu pun telah terprogram didalam mikrokontroler AT89S51. Berikut merupakan
listing program yang dari isi SMS dan nomor tujuan:
smsKirim:
db"0001000CA1803181828202000009EBB238BC0ECBC36E",0
Program Menerima SMS Dan Bunyi Buzzer
Program ini merupakan penerimaan SMS atau jawaban atas SMS atas program sebelumnya,
yaitu program mengirim SMS. Jawaban atau balasan dari SMS tersebut diatas tidak harus dari nomor
telepon seluler yang dikirimkan SMS tadi (nomor tujuan yang telah terprogram dalam mikrokontroler
AT89S51), namun balasan SMS-nya dapat direspon dari nomor mana saja. Dan buzzer akan berbunyi
bersamaan dengan diterimanya SMS. Listing program untuk menerima dan bunyi buzzer adalah
sebagai berikut:
program_baca:
acall receive
acall send
cjne
a,#'T',program_baca
acall receive
acall delay_1s
clr
p2.7
baca_sms:
mov
dptr,#cmgr
acall send_call
nop
nop
nop
setb
p2.7
mov
r6,#52
baca:
acall receive
djnz
r6,baca
baca2:
acall receive
cjne
a,#'4',baca2
acall receive
cjne
a,#'2',baca2
alarm:
clr
p2.0
acall delay_5s
acall delay_5s
Hasil Uji Coba
Pengujian Detektor Asap
Untuk pengujian ini digunakan detektor asap (HC-202D), yang merupakan sebuah komponen
yang dapat mendeteksi ada atau tidaknya kumpulan-kumpulan asap didalam suatu ruangan. Batas
tegangan masukan yang diperbolehkan antara 18 VDC s/d 28 VDC.
Detektor asap diberikan tegangan masukkan dari adaptor sebesar 24 volt DC, pada terminal 1
dari detektor asap terhubung ke bagian positif (+) dari adaptor, sedangkan bagian negatif (-) dari
adaptor terhubung pada terminal 3 pada detektor asap. Pada terminal 2 dan terminal 4 dari detektor
asap, yang merupakan output dari detektor asap digunakan sebagai masukan untuk mikrokontroler.
Detektor asap ini diletakkan diatas sebuah plat besi yang mempunyai ukuran 18cm X 18cm, dengan
tinggi 50cm. Didekat detektor asap diletakkan sebuah termometer untuk mengetahui keadaan suhu
pada saat percobaan. Pada gambar 12. merupakan cara pengukuran yang dilakukan pada detektor
asap.
Gambar 12. Pengukuran Detektor Asap
Sedangkan hasil dari pengukuran yang dilakukan terhadap detektor asap dapat terlihat pada
tabel 10.
Tabel 10.
Pengukuran Suhu Detektor Asap
Vout
Percobaan
Suhu
Detektor asap
1
2
3
35ºC
40ºC
45ºC
Off
Off
Off
(DC)
0 volt
0 volt
0 volt
4
48ºC
Off
0 volt
5
50ºC
Off
0 volt
6
52ºC
On
5 volt
7
55ºC
On
5 volt
Pengujian Alat Keseluruhan
Pengujian dilakukan dengan maksud untuk mengetahui bekerja atau tidaknya alat secara
keseluruhan, dengan cara memberikan tegangan dari adaptor ke detektor asap sebesar 24 volt. Lalu
dibuat kumpulan-kumpulan asap dengan membakar kertas-kertas bekas hingga mencapai suhu diatas
50ºC. Setelah detektor asap bekerja, maka akan mengirimkan alarm ke mikrokontroler sebagai
masukkan. Kemudian isi pesan (“kebakaran”) yang telah diprogram di mikrokontroler akan dikirim ke
nomor telepon seluler dituju yang juga telah diprogram di dalam mikrokontroler. Setelah mendapatkan
balasan SMS yang berisikan huruf “B”, maka secara otomatis buzzer akan berbunyi, bersamaan
dengan diterimanya SMS tersebut. Pada gambar 13. merupakan sebuah skema rangkaian dari
pengujian alat secara keseluruhan.
Gambar 13. Skema Rangkaian Pengujian Alat
Cara lain yang dapat dilakukan dalam pengujian ini adalah dengan menggunakan sebuah
tombol sebagai pengganti masukan dari detektor asap. Dimana pada input ini diberikan masukan
tegangan sebesar 12 volt DC. Dan output dari port DB9 terhubung ke CPU melalui kabel serial.
Sehingga jika tombol pengganti tersebut ditekan, maka tampilan pada layar monitor akan tampak
pada gambar 14, yang menandakan bahwa simulasi pengiriman SMS telah dikirim.
Gambar 14. Tampilan Program Pada Layar Monitor
Pada gambar 15. dibawah ini menunjukkan photo pengujian alat secara keseluruhan.
Gambar 15. Photo Pengujian Alat
Penutup
Setelah alat yang dirancang terealisasi, dan dilakukan uji coba maka dapat diambil beberapa
kesimpulan dengan melihat dari proses pengukuran, diantaranya adalah :
1. Komponen/bagian detektor asap akan bekerja pada suhu diatas 50ºC.
2. Rangkaian mikrokontroler akan bekerja jika terdapat tegangan masukan sebesar ± 5 volt DC,
sehingga dapat segera mengirimkan SMS yang telah terprogram didalam mikrokontroler tersebut.
3. Buzzer akan menyala jika telepon seluler Siemens C55 mendapatkan balasan SMS yang
berisikan huruf “B”.
4. Alat ini dapat memberikan informasi jika terjadi kebakaran kepada pemilik ruangan melalui telepon
selulernya.
DAFTAR PUSTAKA
1. Sudjadi, Teori dan Aplikasi Mikrokontroler, Graha Ilmu, 2005.
2. Ir. Bustam Khang, Trik Pemrograman Aplikasi Berbasis SMS, PT Elex Media Komputindo, Jakarta,
2002.
3. Widodo Budiharto S., Si., M.Kom., Elektronika Digital dan Mikroprosesor, Andi, Yogyakarta, 2005.
4. http://www.smoke detector.com, Ionization Smoke Detector HC-202D.
5. http://www.atmel.com, Microcontroller AT89S51 ISP Flash Memory, Atmel Corporation, 2001.