JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK … · System design of ZigBee technology-based home...
Transcript of JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK … · System design of ZigBee technology-based home...
RANCANG BANGUN SISTEM PEMANTAU KEAMANAN RUMAH
NIRKABEL BERBASIS TEKNOLOGI ZIGBEE : HARDWARE
TUGAS AKHIR
Disusun oleh :
CHANO PAMUNTJAK
NIM : 08530027
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2015
ii
LEMBAR PERSETUJUAN
RANCANG BANGUN SISTEM PEMANTAU KEAMANAN RUMAH
NIRKABEL BERBASIS TEKNOLOGI ZIGBEE : HARDWARE
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)
Teknik ElektroUniversitas Muhammadiyah Malang
DisusunOleh :
Chano Pamuntjak
08530027
Diperiksa Dan DisetujuiOleh :
Pembimbing I
Machmud E ST, MEng
NIP:10802030363
Pembimbing II
Dr.Ir. LailisSyafa’ah, MT
NIP: 10890090189
iii
LEMBAR PENGESAHAN
RANCANG BANGUN SISTEM PEMANTAU KEAMANAN RUMAH
NIRKABEL BERBASIS TEKNOLOGI ZIGBEE : HARDWARE
TugasAkhirInidisusununtukmemenuhisalahsatusyaratmemperolehgelarSarjana (S1)
UniversitasMuhammadiyah Malang
DisusunOleh :
ChanoPamuntjak
NIM : 08530027
TanggalUjian : 5 Mei 2015
Machmud E ST, MEng
NIP:10802030363 Pembimbing I
Dr.Ir. LailisSyafa’ah, MT
NIP: 10890090189
Pembimbing II
Ir. NurAlifMardiyah, MT
NIP: 10892030257 Penguji I
Ir Nur Kasan,MT
NIP:10893030293
Penguji II
Mengetahui
KetuaJurusan
Ir. NurAlifMardiyah, MT
NIP: 10892030257
iv
SURAT PERNYATAAN
Yang bertandatangan di bawahini :
Nama :ChanoPamuntjak
TempatTanggalLahir :Banyuwangi, 03 juni 1990
NIM : 08530027
Fakultas / Jurusan :Teknik / Elektro
Menyatakanbahwatugasakhirsaya yang berjudulRANCANG BANGUN SISTEM
PEMANTAU KEAMANAN RUMAH NIRKABEL BERBASIS TEKNOLOGI
ZIGBEE : HARDWARE. Adalahbukanmerupakankaryatulis orang lain,
baiksebagianmaupunkeseluruhan, kecualidalambentukkutipan yang
telahsayasebutkansumbernya. Demikiansuratpernyataaninisayabuatdengansebenar-
benaryadanapabilapernyataaninitidakbenar, kami bersediamendapatsanksi akademis.
Malang,
Yang menyatakan
ChanoPamuntjak
Mengetahui
Pembimbing I
Machmud E ST, MEng
NIP:10802030363
Pembimbing II
Dr.Ir. LailisSyafa’ah, MT
NIP: 10890090189
v
ABSTRAKS
Sistem perancangan keamanan rumah berbasis teknologi Zigbee. Alat ini
dimanfaatkan sebagai sistem pengaman rumah maupun gedung oleh suatu perusahaan
perangkat keras terdiri atas 4 buah sensor diantaranya sensor PIR (Passive Infrared) yang
berfungsi sebagai sensor gerak, LM35 yang berfungsi sebagai mendeteksi suhu panas, MQ2
sebagai sensor asap, untuk mengetahui berapa menit tingkat polusi yang terjadi, Limitt switch
yang dipasang di tiap-tiap jendela atau pintu rumah. Kemudian Buzzer sebagai tanda
peringatan bagi pengguna.Sensor-sensor tersebut efektif bagi keamanan rumah dari tindak
pencurian dan gangguan dari orang-orang yang tidak bertanggung jawab. Sistem pemrosesan
data menggunakan IC Mikrokontloler Atmega 16 dan Zigbee sebagai pengirim sinyalnya.
pengotrol utama Atmega 16 yang bertugas mengamati perubahan sensor yang ditanganinya
Pada kondisi salah satu sensor aktif, maka mikrokontroller Atmega16 mengirimkan informasi
yang dipancar melalui pemancar data zigbee ke bagian penerima dan selanjutnya
mengaktifkan kamera dan video transmitter untuk mengambil dan mengirim gambar
sehingga informasi dan kejadian dapat diamati oleh bagian penerima. Pada bagian penerima
terdiri dari video receiver dan PC yang berfungsi menampilkan gambar hasil pemantauan
kamera pada bagian pengirim. Bagian lainnya zigbee modul yang berfungsi membaca hasil
pengiriman informasi yang dikirimkan dari pemancar.
Kata kunci: Sistem pengaman, Wireless, Zigbee
vi
ABSTRACT
System design of ZigBee technology-based home security. This tool is used as
a home security system or the building by a hardware company consists of four
pieces of sensors including sensors PIR (Passive Infrared) that serves as a motion
sensor, LM35 which serves as detecting heat, MQ2 as smoke sensors, to determine
how many minutes level pollution occurs, Limitt switch mounted on each window or
door. Then Buzzer as a warning sign for the pengguna.Sensor-effective sensor for
home security from theft and interference from people who are not responsible. Data
processing systems using IC Mikrokontloler Atmega 16 and Zigbee as the sender
signal. The main pengotrol tasked Atmega 16 sensors observed changes are handled
On the condition of one of the active sensors, the microcontroller ATmega16
dipancar transmit information via ZigBee data transmitter to the receiver and then
activate the camera and video transmitter to take and send pictures so that information
and events can be observed the receiver section. In the receiver section consists of a
receiver and a PC video function displays images on a camera monitoring the results
of the sender. Other parts ZigBee module serves to read the results of the
transmission of information that is sent from the transmitter.
Keywords: security system, Wireless, Zigbee
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.
Segala puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan
rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan hasil Tugas Akhir
ini. Shalawat serta salam tak lupa penulis panjatkan kepada seorang revolusioner
besar sepanjang sejarah peradaban manusia yaitu junjungan kita Nabi Muhammad
SAW yang telah memberikan pencerahan di muka bumi ini.
Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi S1
Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang. Tugas Akhir yang
berjudul “RANCANG BANGUN SISTEM PEMANTAU KEAMANAN RUMAH
NIRKABEL BERBASIS TEKNOLOGI ZIGBEE : HARDWARE”. Ini masih
jauh dari kesempurnaan, namun penulis tetap berharap ada sebuah itikat baik bagi
pembaca untuk lebih mengembangkan Tugas Akhir ini dengan aplikasi yang variatif
dan semoga tulisan ini bermanfaat bagi semuanya.
Selama proses penyusunan skripsi ini banyak hal yang menjadi kendala dan
rintangan, tetapi dengan bantuan berbagai pihak Alhamdulillah telah terselesaikan
satu kewajiban penulis sebagai Mahasiswa Universitas Muhammadiyah Malang.
Ucapan terima kasih tidak lupa penulis haturkan kepada pihak-pihak yang telah
membantu dalam proses penyusunan laporan ini sehingga dapat dijadikan bahan
untuk pengembangan diri dalam mengikuti perkembangan teknologi pada saat ini,
antara lain:
1. Ir. Nur Alif Mardiyah, MT, dan Machmud Effendy, ST. M.Eng selaku Kepala
Jurusan dan Skretaris Jurusan Elektro.
2. Bapak Machmud E ST, MEng selaku Dosen Pembimbing II terima kasih
penulis haturkan atas saran, kritik dan bimbingannya.
3. Ibu Dr.Ir.Lailis Syafa’ah, MT selaku Dosen Pembimbing I dan ucapan terima
kasih yang sebesar-besarnya atas ilmu dan bimbingannya.
viii
4. Kedua Orang tua yang telah banyak membantu melalui do’a, materi dan
supportnya, saya mengucapkan terima kasih yang tak terhingga.
5. Andi W, Galuh Y.W, Maulana B,Trisia Daniyati A.Sdan Teman-teman
elektro khususnya angkatan 2008 kelas A yang tak dapat disebutkan namanya
satu persatu
Masih banyak pihak-pihakyang tidak penulis sebutkan dalam proses
penyusunan laporan ini, semoga apa yang telah di berikan tercatat sebagai
amal ibadah Amien.
Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatu.
Malang,5 Mei 2015
Penyusun
ix
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ................................................................................................. i
LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................. ii
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ iii
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN ............................................................... iv
ABSTRAKSI .......................................................................................................... v
ABSTRACT .......................................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ........................................................................................ vii
DAFTAR ISI ........................................................................................................ ix
DAFTAR GAMBAR ...............................................................................................
DAFTAR TABEL ...................................................................................................
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................... 3
1.3 Batasan Masalah ........................................................................................ 3
1.4 Tujuan ........................................................................................................ 4
1.5 Sistematika Pembahasan ............................................................................ 4
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Sistem Wireless .......................................................................................... 6
2.2 Teknologi Zigbee ...................................................................................... 7
x
2.2.1 Karakteristik Zigbee ......................................................................... 8
2.2.2 Aplikasi Zigbee ...................................................................................... 9
2.2.3 XBee Pro ................................................................................................ 9
2.3 Sensor Suhu LM35 .................................................................................. 10
2.4 Pemakaian Op-Amp sebagai pengkondisi sinyal ..................................... 12
2.4.1 Penguat membalik ............................................................................ 12
2.5 Sensor Asap MQ2 .................................................................................... 13
2.6 Mikrokontroller ATMEGA16 .................................................................. 15
2.6.1 Konfigurasi pin-pin ATMEGA16 ........................................................ 16
2.7 Sensor Gerak PIR (Passive Infra Red)..................................................... 18
2.8 Rangkaian Sensor Gerak .......................................................................... 19
2.9 Transistor ................................................................................................. 20
2.9.1 Karakteristik Transistor .................................................................. 21
2.10 Buzzer ...................................................................................................... 23
BAB III PERANCANGAN SISTEM
3.1 Perangkat Keras Hardware ....................................................................... 26
3.1.1 Perancangan Sensor Suhu LM35 dan Pengkondisian Sinyal ......... 27
3.1.2 Perancangan Sensor MQ2 dan Pengkondisian Sinyal .................... 29
3.1.3 Perancangan Sensor Gerak (PIR).................................................... 31
3.1.4 Perancangan Rangkaian Limitswitch .............................................. 33
3.1.5 Perancangan Rangkaian Buzzer ...................................................... 34
3.1.6 Perancangan Mekanik Rumah ........................................................ 36
xi
BAB IV HASIL DAN ANALISA
4.1 Pengujian Video Sender dan Reciever .................................................... 39
4.2 Pengukuran Sensor Suhu LM35 ................................................................ 41
4.3 Pengujian sensor gerak PIR (Passive Infrared) ......................................... 43
4.4 Pengujian Buzzer ....................................................................................... 45
4.5 Penguji Kesulurahan .................................................................................. 46
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan .......................................................................................... 51
5.2 Saran .................................................................................................... 52
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... xix
LAMPIRAN ........................................................................................................ xxi
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 : Arsitektur jaringan sensor nirkabel secara umum ......................... 7
Gambar 2.2 : Ilustrasi prinsip kerja modul XBee ............................................... 10
Gambar 2.3 : Modul X Bee Pro .......................................................................... 10
Gambar 2.4 : Rangkaian Sensor suhu LM35 ...................................................... 11
Gambar 2.5 : Konfigurasi pin dan kemasan LM35 ............................................. 11
Gambar 2.6 : Konfigurasi LM35 ......................................................................... 11
Gambar 2.7 : Penguat membalik ......................................................................... 12
Gambar 2.8 : karakteristik Sensor MQ2 ............................................................. 13
Gambar 2.9 : Rangkaian Sensor MQ2 ................................................................ 14
Gambar 2.10 : Rangkaian Sensor MQ2 ............................................................... 14
Gambar 2.11 : Kemasan Sensor MQ2.................................................................. 15
Gambar 2.12 : Konfigurasi pin AVR ATMEGA16 ............................................. 16
Gambar 2.13 : Dimensi Fisik Sensor PIR ............................................................ 19
Gambar 2.14 : Rangkaian Sensor Gerak .............................................................. 20
Gambar 2.15 : Simbol Transistor ......................................................................... 21
Gambar 2.16 :Tiga daerah Transistor................................................................... 22
Gambar 2.17 : Kurva Karakteristik Transistor ................................................... 22
Gambar 2.18 : Karakteristik respon bunyi Buzzer ............................................. 23
Gambar 2.19 : Bentuk Fisik Buzzer ................................................................... 23
Gambar 3.1 : Diagram Blok pemancar .............................................................. 25
Gambar 3.2 : Diagram Blok penerima ............................................................... 26
xiii
Gambar 3.3 : Mikrokontroler ATMega16 .......................................................... 27
Gambar 3.4 : Diagram pengkondisi sinyal ......................................................... 28
Gambar 3.5 : Rangkaian pengkondisi sinyal LM35 .......................................... 29
Gambar 3.6 : Sensor MQ2 dan pengkondisi sinyal............................................ 30
Gambar 3.7 : Rangkaian sensor gerakPIR Modul .............................................. 32
Gambar 3.8 : Dimensi Fisik Sensor PIR .............................................................. 32
Gambar 3.9 : Rangkaian Limit Switch ................................................................. 33
Gambar 3.10: Rangkaian driver buzzer ................................................................ 34
Gambar 3.11 : Desain konstruksi mekanik ............................................................... 36
Gambar 4.1 : Diagram pengujian video sender ........................................................ 39
Gambar 4.2 : Hasil uji video sender pada jarak <20meter ...................................... 40
Gambar 4.3 : Hasil uji video sender pada jarak ±80 meter..................................... 40
Gambar 4.4 : Diagram Pengukuran LM35................................................................. 41
Gambar 4.5 : Pengujian sensor suhu LM35 menggunakan termometer ............... 42
Gambar 4.6 : Grafik suhu terhadap tegangan ........................................................... 43
Gambar 4.7 : Diagram pengujian sensor api ............................................................ 43
Gambar 4.8 : Hasil pengujian sensor gerak ............................................................. 44
Gambar 4.9 : Rangkaian pengujian driver buzzer ................................................... 46
Gambar 4.10 : Pengujian detector pintu .................................................................... 47
Gambar 4.11 : Pengujian detektor Jendela ................................................................ 48
Gambar 4.12: Pengujian capture gambar ................................................................... 49
Gambar 4.13 : Pengujian gerakan ............................................................................... 49
Gambar 4.14 : Pengujian menggunakan media Api ................................................. 50
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 : PerbedaanAntaraZigbee, Bluetooth danWifi .................................... 9
Tabel 2.2 : Fungsi khusus Port B ........................................................................ 17
Tabel 2.3 : Fungsi khusus Port C ........................................................................ 17
Tabel 2.4 : Fungsi Khusus Port D ....................................................................... 18
Tabel 2.5 : Sensor PIR KC7783R ....................................................................... 19
Tabel 2.6 : Spesifikasi PIR KC778B................................................................... 20
Tabel 3.1 : Sensor PIR KC778R ............................................................................ 32
Tabel 4.1 : Pengujian jarak Video sender ............................................................... 41
Tabel 4.2 : Tabel Error pengujian sensor LM35 ...................................................... 42
Tabel 4.3 : Pengujian sensor gerak ........................................................................ 45
Tabel 4.4 : Pengujian driver buzzer ....................................................................... 46
xv
DAFTAR PUSTAKA
Asriani, 2008, “Data pencurian kendaraan bermotor”Data_pencurian
_kendaraan_bermotor.htm
Ilyas, Mohammad., Mahgoub, Imad , 2005, “ Handbook of Sensor Network Compact
Wireless and Wired Sensing Systems”, Boca Raton: CRC press.
Muhammad Syamsudin, 2008, “Sistem Keamanan Kendaraan dari Pencurian
Berbasis Jaringan Sensor Nirkabel.
Setiawan, Erwin, 2003, “Implementasi RFID Pada system Keamanan Kendaraan
Bermotor” Surabaya: Universitas Kristen Petra
Sohraby, 2007, “Wireless Sensor Network: Technology, protocol, and
Applications”,Wiley-interscience.
Song, H.,Zhu, S., Cao, G, 2007, “Svast: A Sensor network-based vehicle anti-theft
system”,Networking and Security Research Center, Departement of Computer
Science Engineering, Pensylvania State University, Technical Report NAS-
TR-0076-2007.