Blok Diagram Mikrokontroller Sistem ini menggunakan

BAB III
PERANCANGAN ALAT
1.1 Blok Diagram
Sensor
Kunci
kontak
Transmiter
“GSM
Modem”
Switch
Aktif
Sistem
pengamanan
Mikrokontroler
LED
indikator
aktif
Recivier
“Handphone”
Relay
Pemutus
CDI
Alarm
Buzzer
Gambar 3.1 : Blok Diagram Mikrokontroller
Sistem ini menggunakan Mikrokontroler sebagai otak pengatur kerja dari
keseluruhan rangkaian.
a. Terdapat 2 input yang masuk ke mikrokontroler yaitu sensor kunci
kontak diputar dan switch aktif system pengamanan.
36
b. Terdapat 3 output yang dikendalikan oleh mikrokontroler yaitu Relay
pemutus, led indicator dan Buzzer.
c. Mikrokontroler berkomunikasi dengan GSM modem melalui komunikasi
serial port sehingga mikrokontroler dapat mengirimkan sms dan
menghubungi handphone.
a. Rangkaian Catu daya
Rangakian catu daya dengan tegangan yang sesuai dengan kebutuhan.
Gambar 3.2 : Rangkaian Catu Daya
Catu daya menggunakan Trafo Step down yang digunakan untuk menurunkan
tegangan dari 220 Volt AC PLN menjadi 12 Volt AC. Tegangan yang
dihasilkan trafo masih AC, kemudian masuk ke dioda bridge sehingga
menjadi DC tetapi DC yang dihasilkan masih belum sempurna karena masih
ripple atau masih berfrekuensi sama dengan frekuensi AC PLN yaitu 50 Hz.
Untuk menjadikan DC yang sempurna, aliran listrik masuk ke kapasitor yang
berfungsi sebagai filter. Kapasitor bersifat menyimpan muatan listrik sehingga
aliran listrik 12 Volt DC tersebut mengalir mengisi kapasitor sampai penuh
37
lalu setelah penuh kapasitor akan membuang isi muatannya ke komponen
selanjutnya, sehingga tegangan DC tersebut sudah tidak lagi berfrekuensi.
Tegangan yang dibutuhkan oleh penelitian ini adalah 12 Volt dan 5 Volt ,
untuk mendapatkan tegangan sebesar 5 Volt, maka dibutuhkan IC Regulator
untuk menghasilkan tegangan 5 Volt yaitu LM 7805 dan teganga 12 Volt di
dapatkan langsung dari catu daya. Regulator adalah pembatas arus yang
memiliki fungsi hampir mirip dengan dioda zener. Berapapun input tegangan
yang masuk, outputnya tetap sesuai dengan karakteristiknya dan akan
membuang sisanya ke ground. Output dari 7805 sudah 5 Volt yang kemudian
masuk ke kapasitor juga karena fungsi dari kapasitor adalah menyimpan
muatan listrik sehingga aliran listrik 5 Volt mengalir mengisi kapasitor sampai
penuh lalu setelah penuh kapasitor akan membuang isi muatannya ke beban.
Hal ini dimaksudkan supaya kerja regulator menjadi lebih ringan karena aliran
listrik lebih dulu disimpan di kapasitor, kemudian baru masuk ke beban.
Tegangan 12 Volt kemudian masuk ke kapasitor juga karena fungsi dari
kapasitor adalah menyimpan muatan listrik, sehingga aliran listrik 12 Volt
yang mengalir mengisi kapasitor sampai penuh lalu setelah penuh kapasitor
akan membuang isi muatannya ke beban. Hal ini dimaksudkan supaya kerja
regulator menjadi lebih ringan karena aliran listrik lebih dulu disimpan di
kapasitor, kemudian baru masuk ke beban. Untuk indikator bahwa rangkaian
catu daya ini mengalirkan arus listrik digunakan sebuah LED warna merah
dan sebuah resistor yang menyala pada saat arus listrik masuk ke rangkaian
catu daya.
38
b. Rangkaian Mikrokontroler
Rangkaian mikrokontroler dengan skematik rangkaian yang dapat dilihat pada
gambar dibawah ini
Gambar 3.3 : Rangkaiam Mikrokontroller
Rangkaian Mikrokontroler merupakan modul pengontrol utama di dalam
penelitian ini, yang terdiri dari IC ATMEGA16A dan beberapa komponen
sebagai rangkaian pendukungnya.
Mikrokontroler ATMEGA16A tidak akan dapat bekerja tanpa adanya
detak / denyut yang masuk yang dapat diibaratkan manusia yang
jantungnya tidak berdetak / berdenyut, begitu juga Mikrokontroler yang
apabila tidak diberikan jantung yang berdetak maka Centra Processing
Unit (CPU) yang terdapat di dalam Mikrokontroler tidak akan dapat
bekerja. Oleh karena itu diberikan rangkaian Oscilator menggunakan Xtal
39
dan 2 buah kapasitor. Xtal memiliki 2 kaki yang disini berfungsi sebagai
penghasil detak yang dilengkapi dengan 2 buah kapasitor di kedua
kakinya, hal ini dimaksudkan supaya kedua kaki dapat berdetak
berlawanan tergantung kaki mana yang lebih dulu mendapatkan logika 1
maka kaki yang lainnya mendapatkan logika 0.
Pada saat Mikrokontroler mendapatkan detak dari oscilator, CPU akan
mulai bekerja dengan membaca urutan kerja / instruksi kerja di dalam
Program memori. Program memori yang dimiliki AT89MEGA16A
adalah sebesar 16 kilo byte yang dapat diisikan urutan instruksi yang
harus dikerjakan oleh CPU. Urutan kerja Instruksi dimulai dari address 0
sampai address 8 ribu, maka CPU harus membaca instruksi mulai dari
address 0 terlebih dulu lalu terus naik berurut.
Untuk dapat membaca Urutan instruksi di program memori dari address
0, Mikrokontroler harus di reset dengan memberikan logika 0 ke kaki
reset. Oleh karena itu harus diberikan rangkaian reset otomatis sehingga
setiap kali Mikrokontroler mulai bekerja, akan mereset otomatis supaya
setiap kali sistem bekerja CPU membaca instruksi mulai dari address 0.
Rangkaian auto reset menggunakan sebuah kapasitor 10 µF yang kaki nya terhubung ke GND dan kaki - terhubung ke kaki reset melalui resistor
4,7 KΩ dan terhubung ke Gnd melalui resistor 2,2 KΩ. Pertama kali
mendapatkan catu daya, Muatan kapasitor kosong yang artinya logika
yang masuk ke kaki reset melalui resistor adalah logika 0 yang
menyebabkan kondisi mikrokontroler menjadi reset. Kapasitor secara
40
perlahan mengisi muatan melalui resistor 2,2 KΩ. Kondisi reset akan
berhenti pada saat kapasitor sudah penuh. Mikrokontroler memiliki Port
A, Port B, Port C dan Port D yang dapat digunakan sebagai input atau
output.
c. Rangkaian Switch aktif dan LED indicator
Dalam sistem ini dirancang switch untuk mengaktifkan system keamanan dan
LED indicator warna hijau aktif dengan skematik rangkaian yang dapat dilihat
pada gambar dibawah ini
Gambar 3.4 : Rangkaian Switch aktif dan LED indicator
Pada saat switch tidak aktif terhubung maka logika yang masuk ke kaki PB.1
adalah logika 1 yang dianggap oleh mikro kondisi system pengamanan sedang
tidak diaktifkan, pada saat switch aktif terhubung maka logika yang masuk ke
PB.1 adalah logika 0 yang dianggap oleh mikro kondisi system pengamanan
sedang diaktifkan.
LED berfungsi sebagai indikator system sedang aktif, LED indikator kaki
anodanya terhubung ke + VCC 5 Volt melalui resistor 220Ω, sedangkan kaki
41
katoda terhubung ke port mikrokontroler sehingga LED indikator dapat
diaktifkan dengan logika 0.
d. Rangkaian Sensor kunci kontak diputar & switch
Rangkaian sensor pendeteksi kunci kontak diputar & dengan skematik
rangkaian yang dapat dilihat pada gambar dibawah ini
Gambar 3.5 : Rangkaian Sensor kunci kontak diputar & switch
Sensor kunci kontak diputar mendeteksi motor dinyalakan atau tidak dengan
cara mendeteksi apakah switch / kaki yang terdapat di kunci kontak terhubung
atau tidak. Apabila tegangan tidak melewati switch kunci kontak artinya motor
tidak dinyalakan, tetapi jika tegangan melewati switch artinya motor
dinyalakan.
Konsep sensor kunci kontak diputar mendeteksi dengan cara jalur setelah
switch di hubungkan ke PortB.0 Mikrokontroler melalui Transistor NPN
sehingga pada saat kunci kontak diputar akan mengaktifkan transistor dan
transistor memberikan logika 0 ke port mikro. PortB.0 difungsikan sebagai
input yang aktif low / 0, yang artinya pada saat switch tidak terhubung,
42
kondisi logika input yang masuk adalah logika 1, tetapi pada saat switch
terhubung, logika input yang masuk adalah logika 0.
e. Rangkaian Pemutus CDI
Rangkaian pemutus CDI dengan skematik rangkaian yang dapat dilihat pada
gambar dibawah ini
Gambar 3.6 : Rangkaian pemutus CDI
Rangkaian pengendali Relay merupakan modul yang digerakkan oleh
Mikrokontroler
sehingga
dapat
bekerja
sesuai
dengan
perintah
Mikrokontroler. Relay digunakan sebagai switch penghubung jalur CDI yang
dapat menyebabkan motor bisa menyala atau tidak bisa menyala. Relay dapat
diaktifkan oleh Port B.4 menggunakan Transistor NPN yang berfungsi sebagai
saklar aliran listrik ke relay. Relay akan aktif pada saat kaki lilitan / coil yang
terdapat di dalam relay mendapatkan aliran listrik yaitu mendapatkan ground
dan + VCC 12 Volt. Pada saat mikrokontroler memberikan logika 1 ke
transistor NPN, maka transistor NPN yang akan memberikan ground ke relay
sehingga relay aktif. Kaki coil relay dikasih dioda yang terbalik yang berguna
43
untuk membuang arus gaya gerak listrik berlawanan yang merupakan imbas
dari aliran listrik di dalam coil sehingga tidak ada kemungkinan relay tidak
bekerja.
f. Rangkaian Alarm
Rangkaian alarm dengan skematik rangkaian yang dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 3.7 : Rangkaian Alarm
Buzzer digunakan sebagai alarm yang akan berbunyi pada saat mesin motor
dinyalakan, Buzzer akan berbunyi pada saat kedua kaki buzzer mendapatkan
Ground dan + VCC. Buzzer diaktifkan oleh mikrokontroler melalui Transistor
NPN yang berfungsi sebagai saklar aliran listrik ke Buzzer. Pada saat
mikrokontroler memberikan logika 1 ke transistor NPN, maka transistor NPN
yang akan memberikan ground ke Buzzer sehingga buzzer berbunyi.
44
g. Rangkaian Modem GSM
Rangkaian pengirim SMS yang dapat dilihat pada gambar dibawah ini
Gambar 3.8 : Rangkaian Modem GSM
Modem GSM yang digunakan adalah modem GSM Wavecom Fastrack 1306B
yang bisa langsung dihubungkan dengan serial port komputer PC. Untuk dapat
berkomunikasi dengan mikrokontroler maka membutuhkan interface untuk
sebagai penghubungnya yaitu MAX232 yang berfungsi sebagai level
konverter antara level tegangan TTL dengan RS232. Level tegangan TTL
dinyatakan berlogika 1 apabila level tegangannya adalah 5 V dan berlogika 0
apabila tegangannya 0 V, sedangkan pada level tegangan RS232 logika 1
dinyatakan sebagai Mark dengan level tegangan antara -3V sampai -25V,
sedangkan logika 0 dinyatakan sebagai Space dengan level tegangan +3V
sampai +25V. Berdasarkan perbedaan level tegangan inilah maka port serial
mikrokontroler
yang menggunakan level
tegangan TTL tidak bisa
dihubungkan secara langsung dengan port serial Modem Serial Wavecom
1306b yang memiliki level tegangan RS232, sehingga dibutuhkan komponen
level konverter yaitu RS232 yang terintegrasi pada IC MAX232. Melalui satu
45
penerima (RS232 ke TTL) dan satu pengirim (TTL ke RS232) yang terdapat
pada IC MAX232, maka dihubungkan pin RXD dan TXD Modem GSM
Serial Wavecom 1306b dengan mikrokontroler.
Modem GSM Serial wavecom 1306b berfungsi sebagai media pengirim dan
penerima data berupa SMS (Short Message Service) antar owner dan
perangkat menggunakan fasilitas penunjang berupa kartu SIM, serial data
(TXD dan RXD).
Wavecom berkomunikasi dengan mikrokontroler melalui Serial Port dengan
cara mikrokontroler memberikan AT Command ke Wavecom yang kemudian
aka dibalas oleh wavecom yang dapat diterima oleh mikrokonrtoler.
h. Perancangan Software Mikrokontroler
Pada perancangan software mikrokontroler dimaksudkan untuk dapat
memberikan deretan perintah di dalam program memori mikrokontroler
sehingga mirkokontroler dapat bekerja sesuai dengan yang diinginkan.
Perangkat lunak yang digunakan adalah bahasa C yang sudah terintegrasi di
dalam software Codevision AVR yang dapat dilihat pada gambar dibawah ini
Gambar 3.9-a
46
Pada saat mulai menjalankan software ini muncul tampilan awal seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3.9-b
Untuk memulainya, pertama kali kita pilih New lalu pilih Project
Gambar 3.9-c
47
Maka akan muncul Setting untuk Mikrokontroler yang digunakan, frekuensi
Xtal, Port Input Output, Timer dan Interrupt.
Gambar 3.9-d
Setelah Program selesai dibuat kita Compile untuk mengetahui apakah
terdapat kesalahan atau tidak, dan untuk mengkonversinya menjadi *.hex yg
dapat didownload ke Flash ROM Mikrokontroler
48
Gambar 3.9-e
Setelah sudah tidak terdapat Error kita dapat langsung mendownload Program
ke dalam Flash ROM Mikrokontroler
Gambar 3.9-f
Gambar 3.9 : Perancangan Software Mikrokontroler
49
i. Flow Chart
Urutan kerja dari program perangkat lunak mikrokontroler dapat dilihat pada
gambar diagram alir dibawah ini
Start
SIstem
pengamanan
diaktifkan ?
Tidak
Ya
LED indikator aktif
menyala
Tidak
Kunci kontak
diputar ?
Ya
Telp pemilik motor
selama 10 detik
Bunyikan Alarm
lalu Putuskan CDI
motor
Kirim SMS “Motor
anda dicuri”
Sistem
pengamanan di
nonaktifkan ? Tidak
Ya
Alarm berhenti lalu
motor dapat
menyala kembali
Stop
Gambar 3.10 : Flow Chart Diagram Mikrokontroller
50
j. Rangkaian Keseluruhan
Rangkainan kesluruhan sistem pengaman motor anti pencurian dengan
skematik rangkaian yang dapat dilihat pada gambar dibawah ini
Gamar 3.11 : Diagram Keseluruhan rangkaian Mikrokontroller dan GSM Modem
Rangkaain diatas adalah penggabungan dari rangkaian keseluruhan komponen
sehingga semua dapat bekerja sesuai dengan yang dinginkan. Sistem pengamanan
bekerja pada saat switch aktif sistem diaktifkan.
Pada saat sistem anti pencurian diaktifkan, relay akan memtutus aliran listrik ke
CDI sehingga tidak mendapat tegangan lagi dan pada saat kunci kontak diputar
maka sistem akan bekerja, alarm akan berbunyi dan GSM Modem akan langsung
mengirimkan SMS ke pemilik kendaraan, dan dalam waktu tertentu akan
menelepon pemilik motor. Alarm hanya dapat dimatikan secara manual dengan
menekan kembali switch, walupun kunci kontak sudah diputar ke posisi semula
(OFF).
51