BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Teori Dasar Sistem Keamanan Rumah
Akhir – akhir ini banyak pemilik rumah memilih untuk menginstal sistem
keamanan rumah (Home Security System). Mereka hanyak menunjuk secara
langsung sistem keamanan rumah yang dapat mereka lihat, pada kenyataannya ada
banyak pertimbangan yang terlibat dalam pemilihan sistem kemanan rumah yang
benar untuk tempat tinggal.
Sistem alarm rumah akan menjadi murah jika memiliki sistem yang sederhana.
Dengan menempatkannya di setiap pintu, jendela atau menjadikan sistem yang
kompleks dan mahal itu tergantung kepada pengguna, kemudian pemilihan sistem
yang termonitor dan selalu dipantau.
Kita mempunyai pilihan untuk menggunakan kamera keamanan, tidak
menggunakan kamera keamanan, atau menggunakan tiruan kamera keamanan. Dapat
juga memilih sistem keamanan rumah yang dapat memperingatkan user ketika
terjadi kebakaran atau gas karbon monoksida. User dapat juga memiliki sistem yang
selalu diawasi oleh seseorang yang bertugas untuk mengawasi semua keadaan
darurat dan berbahaya.
2.1.1 Jenis – Jenis Sensor Keamanan Rumah
Ada beberapa jenis sistem alarm rumah yang dapat menimbulkan suara
keras dan juga membuat alarm diam tetapi mengirim informasi ke pihak
5
6
kepolisian atau perusahaan kemanan melalui telephone. Semua sistem alarm
bekerja untuk mendeteksi penyusup dengan menggunakan detector yang
menggabungkan berbagai tehnologi yang berbeda. Jenis – jenis komponen
yang banyak digunakan diantaranya:
Alarm detector kaca pecah, alarm jenis ini akan memberitahukan
user ketika kaca pecah. Alat ini mampu mendeteksi suara yang
tidak terdengar dengan frekuensi kurang dari 20Hz dan frekuensi
lebih dari 20KHz.
Gambar 2.1.1.1 Sensor Glass Break.
Microwave detector – alarm alat ini menggunakan detector
microwave yang membaca perubahan emisi dalam microwave
ketika gerakan atau pergeseran menyebabkan pegeseran frekuensi
suara yang jelas.
7
Gambar 2.1.1.2 Microwave Detector Alarm
Passive Infrared Detector ( PIR ) adalah detector yang paling
umum digunakan, alat ini dapat diandalkan dan harganya cukup
murah. PIR dirancang untuk mendeteksi penyusup dengan
mengukur perbedaan suhu daerah sekitar baik sebelum dan sesudah
adanya penysup.
Gambar 2.1.1.3 Passive Infrared Detector
Photo Electric Beams Alarm adalah tehnologi yang bekerja dengan
memancarkan sinar inframerah kewilayah yang dipantau. Alat ini
8
dapat mendeteksi penyusup ketika tubuhnya menghalangi sinar
atau cahaya yang dipancarkan.
Gambar 2.1.1.4 Photo Electric Beams Alarm
Ultrasonic Detector adalah alat yang mengeluarkan suara dengan
frekuensinya terlalu tinggi untuk didengar manusia. Alarm bekerja
untuk mengenali penyusup dengan perubahan frekuensi gelombang
suara yang disebabkan oleh gerakan didaerah yang dimonitor.
Gambar 2.1.1.5 Sensor Ultrasonic
Statistic menunjukan bahwa pencurian biasanya terjadi pada siang hari
selama jam kerja. Bagi siapa saja yang ingin melindungi assetnya, maka
9
sebaiknya user melengkapi rumah dengan sistem keamanan rumah. Baik user
yang tidak memiliki sistem keamanan rumah harus serius untuk
mempertimbangkan membeli salah satu dari berbagai jenis alat tersebut untuk
dapat meningkatkan kenyamanan.
Sistem pengamanan rumah adalah serangkaian perangkat elektronik yang
berhubungan dengan frekuensi suara, temperature, dan sensor gerak. Sistem
keamanan juga dikenal sebagai alarm gangguan. Perangkat ini akan membantu
bagi anda dan keluarga anda. Selama bertahun-tahun sistem alarm rumah telah
terbukti sebagai tantangan besar bagi penjahat yang mencoba masuk ke dalam
rumah secara tidak sah. Sistem alarm rumah biasanya terjadi dari unit control,
receiver, keypad, sensor, dan lain - lain. Beberapa model memerlukan kabel
tegangan rendah dan ada juga yang tanpa kabel (wireless). Beberapa jenis
alarm dirancang untuk satu kegunaan saja, tapi juga ada yang dirancang
sebagai alarm serbaguna. Alarm serbaguna dapat digunakan untuk mendeteksi
pencuri, kebakaran, dan mendeteksi adanya gas karbon monoksida. Sistem
alarm rumah ada yang hanya memonitoring satu wilayah di dalam rumah, dan
ada juga yang memantau beberapa zona atau wilayah sekaligus.
2.1.2 Biaya Sistem Keamanan Rumah
Jelas sulit menentukan harga untuk keamanan yang akan kita dapatkan.
Namun pada kenyataannya kita sering membahas biaya dari semua yang di
inginkan dan kita butuhkan.
10
Kebiasaan ini mungkin berlanjut sampai pada pemilihan kemanan rumah.
Sistem keamanan rumah dasar, biasanya tidak dapat melakukan pemantauan
ketika user tidak berada di rumah. Beberapa komponen yang mudah kita
dapatkan dan mampu memberitahukan kita jika ada sesuatu keadaan darurat
tanpa harus mengambil tindakan sendiri, tetapi dengan penambahan setiap
perangkat akan memberikan peningkatan biaya.
Ada dua metode sistem pemantauan secara konvensional atau secara
otomatis:
Metode konvensional seperti penggunaan jasa satpam. Cara
tersebut mempunyai banyak kekurangan diantaranya kemampuan
fisik, tidak efisien, biaya yang dikeluarkan setiap bulannya.
Perhitungan biaya untuk satpan sebagai berikut :
Satpam malam gaji perbulan Rp. 2.200.000,- ( menurut UMR Jakarta)
dalam satu tahun dana yang dikeluarkan sebesar Rp. 26.400.000,- belum
termasuk THR (Tunjangan Hari Raya) satu bulan gaji. Jadi biaya untuk satpam
malam selama satu tahun dengan THR adalah Rp. 28.600.000,-
Metode otomatis dengan menggunakan peralatan elektronik seperti
CCTV, alarm, sensor. Dari metode otomatis, biaya yang
dibutuhkan untuk membeli sistem keamanan pertamanya memang
lebih malah, tetapi untuk kelanjutannya hanya mengeluarkan biaya
perbaikan apa bila terjadi kerusakan atau masalah – masalah yang
tidak diharapkan. Perhitungan biaya untuk metode otomatis dengan
menggunakan CCTV :
- 4 unit camera full infra red
- 4 unit adaptor
11
- 4 unit stecker
- 9 unit BNC (bayonet Neill-Concelman)
- 1 unit DVR(Digital Video Record) dan hardisk 500Gb
- 50 meter kabel camera
- 50 meter kabel power
- Garansir 1 tahun
CCTV 4 channel dengan harga Rp. 4.500.000,- user dapat menghemat
biaya yang dikeluarkan selama satu tahun.
2.2 Teori Umum
2.2.1 Microcontroller
Pada umumnya alat elektronik saat mengunakan satu atau lebih
microcontroller yang bertugas sebagai otak yang menghubungkan tujuan dan
maksud dari pembuatan alat. Microcontroller adalah sistem microprocessor
lengkap yang terkandung dalam sebuah chip.
(http://id.wikipedia.org/wiki/Pengendali_mikro)
Microcontroller berbeda dengan microprocessor serba guna yang
digunakan dalam sebuah computer, kaeran sebuah microcontroller umumnya
telah berisi komponen pendukung sistem minimal microprocessor, yakni inti
prosesor, memori, dan interface I/O yang dapat diprogram. microcontroller
biasa digunakan pada produk atau perangkat yang dapat dikotrol secara
otomatis, seperti sistem kontrol mesin mobil, perangkat medis, pengendali
12
jarak jauh ( remote control ), mesin perkantoran, bahkan mainan.
Microcontroller bedasarkan arsitekturnya dibagi kedalam dua jenis yaitu
Complex Instruction Set Computing ( CISC ) dan Reduced Instruction Set
Computing ( RISC ). CISC mempunyai lebih banyak instruksi daripada RISC,
akan tetapi RISC memiliki fasilitas internal lebih banyak daripada CISC.
(http://mjeducation.co/mikrokontroler-sang-pengendali-cerdas-yang-unggul/).
2.2.2 Arduino Uno
Arduino adalah sebuah pengendali mikro single-board yang dirancang
untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Arduino
memiliki hardware dengan prosesor Atmel AVR dan softwarenya memiliki
bahasa pemrograman sendiri. Arduino memiliki program yang disebut
bootloader yang sudah tertanam didalamnya sebelum dijual ke pasaran.
Bootloader ini menjembatani antara software compiler Arduino dengan
microcontroller. (http://id.wikipedia.org/wiki/ Arduino ).
2.2.2.1 Board Arduino Uno
13
Tabel 2.2.2.1 konfigurasi ArduinoMicrocontroller Atmega328
Operasi Voltage 5V
Input Voltage 7-12 V (Rekomendasi)
Input Voltage 6-20 V (limits)
I/O 14 pin (6 pin untuk PWM)
Arus 50 mA
Flash Memory 32KB
Bootloader SRAM 2 KB
EEPROM 1 KB
Kecepatan 16 Mhz
2.2.2.1 Input dan Output
Setiap 14 pin digital pada Arduino dapat digunakan sebagai
input atau output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(),
dan digitalRead(). Input/output dioperasikan pada 5 volt. Setiap pin
dapat menghasilkan atau menerima maksimum 40 mA dan
memiliki internal pull-up resistor 20-50 Kohms. Beberapa pin
memiliki fungsi khusus :
Serial : 0 (RX) dan 1(TX). Digunakan untuk menerima
(RX) dan mengirim menggunakan (TX) data TTL seial.
Pin ini terhubung ke pin yang sesuai dari chip
ATmega8U2 USB-to-Serial TTL.
14
Eksternal interupsi : 2 dan 3. Pin ini dapat
dikonfirgurasikan untuk memicu interupsi pada nilai
yang rendah, batas naik atau batas turun, atau
perubahan nilai. Lihat di attachInterrupt() fungsi untuk
rincian.
PWM menggunakan pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11.
Menyediakan 8-bit output PWM dengan fungsi
analogWrite ().
SPI menggunakan 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13
(SCK). Pin ini mendukung komunikasi SPI
menggunakan perpustakaan SPI.
LED menggukanak 13. Ada built-in LED terhubung ke
pin 13. Ketika pin adalah nilai TINGGI (high), LED
akan menyala, ketika pin RENDAH (low), itu
menandakan off.
Uno memiliki 6 input analog, diberi label A0 melalui
A5, masing-masing menyediakan 10 bit resolusi yaitu
1024 milai yang berbeda. Secara default sistem
mengukur dari ground sampai 5 Volt.
TWI : A4 atau SDA pin dan A5 atau SCL pin.
Mendukung komunikasi TWI.
Aref. Referensi tegangan untuk input analog.
Digunakan dengan analogReference ().
Reset.
15
2.2.2.2 Catu Daya
Arduino dapat beroperasi melalui koneksi USB atau power
supply. Dalam penggunaan power supply dapat menggunakan
adaptor DC atau baterai. Adaptor dapat dihubungkan dengan jack
adaptor pada koneksi port input supply. Board Arduino dapat
dioperasikan menggunakan supply dari luar sebesar 6 – 20 volt.
Jika supply kurang dari 7V, kemungkinan pin 5V akan menyuplai
kurang dari 5 volt dan board dapat menjadi tidak stabil. Jika
menggunakan tegangan input lebih dari 12 volt, tegangan di
regulator dapat menjadi sangat panas dan menyebabkan kerusakan
pada board. Tegangan yang direkomedasikan pada 7 sampai 12
volt.
Penjelasan pada pin power adalah sebagai berikut :
Vin
Tegangan input ke board Arduino ketika menggunakan
tegangan dari luar (5 volt dari koneksi USB atau
tegangan yang diregulasikan). Pengguna dapat
memberikan tgnagan melalui pin ini, atau jika tegangan
suplai menggunakan power jack, aksesnya
menggunakan pin ini.
5V
Regulasi power supply digunakan untuk power
microcontroller dan komponen lainnya pada board. 5V
16
dapat melalui Vin menggunakan regulator pada board
atau supply oleh USB atau regulasi 5V lainnya.
3V3
Suplai 3,3 volt didapat oleh FTDI chip yang ada di
board. Arus maksimalnya adalah 50mA.
Ground (Gnd)
Berfungsi sebagai jalur ground pada Arduino.
2.2.2.3 Memory
Arduino memiliki 32 KB flash memory untuk menyimpan
kode, juga 2 KB yang digunakan untuk bootloader. Arduino
memiliki 2 KB untuk SRAM dan 1 KB untuk EEPROM.
2.2.3 Komunikasi Serial
Komunikasi serial merupakan komunikasi data dengan pengiriman
data satu persatu pada satuan waktu. Transmisi data pada komunikasi
serial dilakukan per bit. Kelebihan dari komunikasi serial dibandingkan
dengan komunikasi parallel adalah jalur data yang dibutuhkan hanya
dua, yaitu jalur transmitter(TX) dan jalur receiver (RX),selain itu
kelebihan lainnya adalah komunikasi data dapat dilakukan dalam jarak
yang cukup jauh dengan jumlah kabel serial lebih sedikit. Kekurangan
dari komunikasi serial adalah waktu yang diperlukan untuk pengiriman
dan penerimaan data lebih lama.
17
Komunikasi serial pada umumnya memliki dua mode ;
Synchronous
Pada mode ini data dikirim bersamaan dengan sinyal clock,
hal ini menyebabkan antara satu karakter dengan karakter lainnya
memiliki jeda waktu yang sama.
Asynchronous
Dalam mode ini pengiriman data dikirim tanpa sinyal
clock atau sinkronisasi sinyal clock. Oleh karena itu pada
mode ini transmitter yang mengirimkan data harus
menyepakati suatu standar Universal Asynchronous Receive
Transmit (UART) sehingga komunikasi data dilakukan
dengan standar yang telah disepakati antara transmitter dan
receiver,
Dalam pengaturan UART terdapat perintah-
perintahyang berguna sebagai pengatur yaitu start bits,data
bits, parity bits, dan juga stop bits.
Dibawah ini akan dijelaskan mengenai perintah-
perintah diatas :
Start Bit
Start bit merupakan penanda awal dimana akan
dilakukan suatu proses pengiriman bit data.
Data Bit
Data bit merupakan data yang akan dikirim.
18
Parity Bit
Parity bit berfungsi sebagai “flag”, atau bias
dikatakan sebagai penanda.
Stop Bit
Stop bit berguna sebagai penanda proses
pengiriman bit data telah selesai.
Dalam pengiriman data secara digital terdapat dua buah
ukuran yang penting untuk diketahui, yaitu Bit Rate dan Baud Rate.
Perbedaan antara Bit Rate dan Baud Rate yaitu:
Bit Rate
Jumlah dari bit yang terkirim atau diterima per satuan waktu
(second).
Baud Rate
Banyaknya perubahan data yang terjadi per satuan waktu
(second).
Pada komunikasi serial umumnya jumlah data yang dikirim
adalah satu bit start, delapan bit data, dan satu bit stop sehingga
dalam satu frame data terdapat sepuluh bit dengan baud rate 9600.
2.2.4 Perangkat Lunak (Arduino Software)
Lingkungan open-source Arduino memudahkan untuk menulis
kode dengan meng-upload ke I/O board. Ini berjalan pada Windows,
Mac OS X, dan Linux. Berdasarkan pengolahan, avr-gcc, dan perangkat
lunak open-source lainnya.
19
2.2.4.1 Tampilan Software Arduino
2.2.5 Pemprograman
Arduino Uno dapat diprogram dengan perangkat lunak Arduino.
Pilih Arduino Uno dari Tool lalu sesuaikan dengan microcontroller yang
digunakan.
ATmega328 pada Arduino memiliki bootloader yang
memungkinkan untuk meng-upload program baru untuk itu tanpa
menggunakan program hardware eksternal. Ini berkomunikasi
menggunakan protokol dari bahasa C.
Sistem ini dapat menggunakan perangkat lunak FLIP Atmel
(Windows) atau programmer DFU (Mac OS X dan LINUX) untuk
membuat firmware baru. Atau juga dapat menggunakan header ISP
dengan programmer eksternal.
20
2.2.6 Automatic Software Reset
Tombol reset Arduino Uno dirancang dengan cara yang
memungkinkan untuk mengatur ulang oleh perangkat lunak yang
berjalan pada computer yang terhubung. Kontrol aliran dari
ATmega8U2/16U2 terhubung ke baris reset dari ATmega 328 melalui
kapasitor 100nf, ketika tombol reset turun cukup lama untuk reset chip.
Perangkat lunak Arduino menggunakan kemampuan ini untuk
memungkinkan untuk meng-upload program dengan hanya menekan
tombol upload di software Arduino. Dengan sistem ini berarti bahwa
bootloader dapat memiliki sistem yang lebih efisien.
2.2.7 Sensor
Sensor adalah suatu alat yang dapat mengukur atau mendeteksi
kondisi sebenarnya di dunia nyata, seperti pergerakan, panas, atau cahaya
dan mengubah kondisi nyata tersebut ke dalam bentuk analog adau
digital.
(http://computingdictionary.thefreedictionary.com/sensor).
Sensor adalah alat yang merespon keadaan fisik, seperti energi
panas, energi elektromagnetik, tekanan, magnetik atau pergerakan
dengan menghasilkan sinyal elektrik.
(http://www.its.bldrdoc.gov/fs-1037/dir-032/_4770.htm).
21
Sensor PIR (Passive Infra Red), merupakan komponen elektronika
yang berfungsi untuk mendeteksi adanya perbedaan atau perubahan suku
sekarang dan sebelumnya. Sensor gerak menggunakan mudul PIR sangat
praktis dan mudah diaplikasikan karena modul PIR membutuhkan
rentang tegangan input DC 3-5Volt, cukup efektif untuk mendeteksi
gerakan dari jarak 0,01 meter – 6 meter. Ketika tidak mendeteksi
gerakan, keluaran modul PIR ini adalah rendah (Low). Dan ketika
mendeteksi adanya gerakan, maka keluaran akan berubah menjadi tinggi
(High). Sensor PIR tersebut dapat kita atur sendiri dari sisi jarak dan
penahanan waktu (holding time). Modul PIR memiliki keluaran yang
langsung dapat dihubungkan dengan komponen digital TTL atau CMOS
dan juga dapat langsung dihubungkan ke microcontroller. Efektifitas
pendeteksian gerakan menggunakan sensor gerak ini dipengaruhi oleh
faktor penempatan sensor gerak PIR tersebut. Posisi sensor gerak harus
diletakan pada lokasi yang dapat membaca semua gerakan yang ada
dalam ruangan atau daerah yang dimonitor oleh sensor gerak PIR
tersebut.
(http://www.seeedstudio.com/wiki/Grove_-_PIR_Motion_Sensor)
Gambar 2.2.7.1 Tampilan Sensor PIR Motion
22
Dalam sistem pemantau rumah alat yang paling digunakan untuk
pendeteksian gerakan adalah menggunakan sensor PIR. Sensor ini terdiri
dari Fresnel lens, IR filter, puroelectric sensor, amplifier, comparator.
Cara kerja dari alat ini menggunakan konsep menangkap energy panas
yang dihasilkan dari pancaran sinal inframerah pasig yang dimiliki setiap
benda dengan suhu benda diatas nol mutlak. Seperti tubuh manusia yang
memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius. Inframerah filter
dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar
inframerah pasif antara 7 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang
gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9
sampai 10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor PIR.
Tabel 2.2.7.1 Deskripsi Sensor PIR
Tems Conditions Min Norm Max Unit
VCC - 3 - 5 Volts
Measuring Current SupplyVCC=3V - - 100 µA
VCC=5V - - 150 µA
Measuring Range - 0.1 - 6 M
Holding Time - 1 - 25 S
Operating Temperature - -20 - 70 °C
Storge Temperature - -35 - 80 °C
Working Wave Length - 7 - 14 µm
Detecting Angle - - 120 - Degree
23
2.2.8 Modul SD-Card
SD card (Secure Digital card) board untuk kartu SD standar. Hal
ini memungkinkan sistem untuk menambahkan penyimpanan dan data
logging untuk penyimpanan data sistem, sehingga data yang dihasilkan
dari sistem yang penulis buat dapat secara otomatis tersimpan dalam
memori ini.
Gambar 2.2.8.1 modul SD-Card
Spesifikasi modul SD card:
- Board untuk standar kartu SD dan Micro SD (TF) kartu.
- Berisi tombol untuk memilih slot kartu flash.
- Dudukan langsung pada DFRdiono Uno.
- Dapat digunakan di semua microcontroller
Gambar di bawah ini adalah konfigurasi pemasangan dari modul SD-card
yang akan dihubungkan pada Arduino Uno.
(http://www.geeetech.com/wiki/index.php/Arduino_SD_card_Module)
24
Gambar 2.2.8.2 Konfigurasi SD-Card Modul ke Arduino
2.2.9 RTC ( Real Time Clock )
RTC adalah jenis modul pengatur waktu yang terdapat di dalam
sebuah computer, dan membantu mengamati waktu yang sedang
berlangsung dan dapat berjalan pada daya alternatif (alternate power).
Secara teknis, waktu yang akurat dapat diperoleh menggunakan metode
lainnya, namun terdapat beberapa keunggulan menggunakan real-time-
clock. Faktanya real-time-clock tidak banyak menggunakan konsumsi
listrik, sistem RTC ini juga dapat digunakan pada perangkat elektronik
lainnya dan dibuat ileh beberapa perusahaan yang juga memproduksinya.
RTC dapat menggunakan suatu crystal oscillator atau power line
frequency untuk menjaga waktu tetap akurat. Frekuensi yang digunakan
biasanya 32,768kHz, kurang lebih seperti yang digunakan pada jam
quartz. Frekuensi ini cocok untuk sirkuit binary counter biasa dan dapat
melengkapi fungsi time-keeping.
Ada beberapa jenis RTC yaitu :
25
DS1337
DS1678
DS1307
RTC dapat dioperasikan dengan baterai kancing CR2032 yang dapat
beroperasi selama 9 tahun, tanpa external power 5Volt. RTC ini diakses
melalui protocol I2C.
Berikut adalah spresifikasi dari RTC :
- Two wire I2C interface.
- Jam : menit : detik, format waktunya AM atau PM.
- Hari bulan, tanggal – tahun.
- Akurasi kalender sampai tahun 2100.
- Baterai cadangan termasuk.
- 1Hz keluaran pin.
- Leap year compensation.
Gambar 2.2.9.1 Real Time Clock
Gambar 2.2.9.2 Konfigurasi Pin RTC ke Microcontroller
26
(http://www.dfrobot.com/wiki/index.php/
Real_Time_Clock_Module_(DS1307)_(SKU:DFR0151))
2.2.10 IO Expansion Shield for Arduino Uno
Board ekspansi IO ini memiliki input tegangan V5 dengan fitur
terbaru ekspansi IO sekarang yang mendukung Xbee. Ini
menggabungkan fitur popular yang sedang banyak orang gunakan. Salah
satunya dapat menggunakan fitur Xbee dengan ekspansi IO peisai (V4).
Shield board ini bahkan mendukung SD-Card module yang menyediakan
perluasan fungsional utama untuk Arduino sejauh ini. Seperti sistem
sebelumnya, mendukung RS485, APC220, Bluetooth komunikasi,
control servo.
Gambar 2.2.10.1 DFRduino Shield
27
Spesifikasi :
Support RS485
Support Xbee (Xbee pro)
Support Bluetooth
Support APC220
Support SD card read/write
2.2.11 Serial Kamera
Serial Kamera V0.9b adalah kamera yang menggunakan format
JPEG (Joint Photographic Experts Group). Modul kamera yang mudah
digunakan untuk MCU ini telah terintegrasi pengolahan citra DSP untuk
menghasilkan 320 *240 atau 640 *480 gambar JPEG tanpa informasi
gambar kecil, gambar yang diambil akan disimpan dalam buffer internal
dan ditransfer melalui UART port. Modul kamera ini mudah
diaplikasikan untuk pengawasan industri, medical equipment, keamanan,
dan lain-lain.
28
Gambar 2.2.11.1 Grove Kamera
Berikut daftar spesifikasi :
Stem – Basis perisai antarmuka.
Standar baud rate dari serial port adalah 115200.
640x480 atau 320x240 resolusi standar.
JPEG terkompresi gambar tampa informasi gambar kecil.
DC 5V catu daya.
Ukuran 32mm x 32mm
Konsumsi arus: 80-100mA
http://seeedstudio.com/wiki/index.php?title=Twig_-_Serial_Camera_v0.9b
2.2.11.1 Protokol komunikasi dari module kamera :
Tabel 2.2.11.1.1 Reset
Command Return
0x56 0x00 0x26 0x00 0x76 0x00 0x26 0x00
29
Tabel 2.2.11.1.2 Pengambilan Gambar
Command Return
0x56 0x00 0x36 0x01 0x00 0x76 0x00 0x36 0x36 0x00 0x00
Tabel 2.2.11.1.3 Pembacaan Berkas Ukuran JPEG
Command Return
0x56 0x00 0x34 0x01 0x00 0x76 0x00 0x34 0x00 0x04 0x00 0x00 0xXH 0xXL
Catatan: XH XL adalah berkas panjang dari berkas JPEG,
MSB dibagian depan dan diikut oleh LSB
Tabel 2.2.11.1.4 pembacaan berkas data JPEG
Command Return
0x56 0x00 0x32 0x0C 0x00 0x0A
0x00 0x00 0xAH 0xAL
0x00 0x00 0xLH 0xLL 0xXX 0xXX
0x76 0x00 0x32 0x00 0x00
(interval time) 0xFF 0xD8…
(Interval time) 0x76 0x00 0x32
0x00 0x00
Berkas JPEG diawali dengan FF D8 dan diakhiri dengan FF
D9. Untuk membaca berkas JPEG, selalu diawali dengan alamat 00
00, dan pilih ukuran potongan yang merupakan kelipatan dari 8,
30
dan membaca potongan tersebut berkali-kali sampai merah FF D9
yang menunjukan akhir dari berkas JPEG.
Catatan: waktu interval =0xxx 0xxx*0.01ms, ini dianjurkan
untuk menjadi 0x000A
0x0000AHAL: alamat awal data untuk membaca data.
0x0000LHLL: panjang data untuk membaca waktu.
Tabel 2.2.11.1.5 Berhenti Pengambilan Gambar
Command Return
0x56 0x00 0x36 0x01 0x03 0x76 0x00 0x36 0x00 0x00
Tabel 2.2.11.1.6 perbandingan kompresi
Command Return
0x56 0x00 0x31 0x05 0x01 0x01 0x12
0x04 0xXX
0x76 0x00 0x31 0x00 0x00 0xXX
Catatan: 0xXX:0x00:0xFF awalnya adalah x36
Tabel 2.2.11.1.7 Pengaturan Ukuran Gambar
31
Command Return
0x56 0x00 0x31 0x05 0x04 0x01 0x00 0x19
0x11 (320*240)
0x76 0x00 0x31 0x00 0x00
0x56 0x00 0x31 0x05 0x04 0x01 0x00 0x19
0x00 (640*480)
0x76 0x00 0x31 0x00 0x00
Tabel 2.2.11.1.8 Lanjut untuk Pengambilan Gambar
Command Return
0x56 0x00 0x36 0x01 0x02 0x76 0x00 0x36 0x00 0x00
Tabel 2.2.11.1.9 Penghematan Daya
Enter Power Saving Command Return
0x56 0x00 0x3e 0x03 0x00 0x01 0x01 0x76 0x00 0x3e 0x00 0x00
Exit Power Saving Command Return
0x56 0x00 0x3e 0x03 0x00 0x01 0x00 0x76 0x00 0x3e 0x00 0x00
Tabel 2.2.11.1.10 Penggantian Baud Rete
32
Command Return
0x56 0x00 0x24 0x03 0x01 0xXX 0xXX 0x76 0x00 0x24 0x00 0x00
0xXX 0xXX Baud Rate
0xae 0xc8 9600
0x56 0xe4 19200
0x2a 0x12 38400
0x1c 0x4c 57600
0x0d 0xa6 115200
2.2.12 Buzzer Modul
Buzzer adalah suatu alat yang dapat mengubah sinyal listrik
menjadi sinyal suaa. Pada umumnya buzzer digunakan untuk alarm,
karena penggunaannya cukup mudah yaitu dengan memberikan tegangan
input maka buzzer akan mengeluarkan bunyi atau suara. Frekuensi suara
yang dikeluarkan oleh buzzer yaitu antara 1-5KHz.
(http://www.dfrobot.com/wiki/index.php?
title= Digital _Buzzer_Module_%28SKU:_DFR0032%29 )
33
Gambar 2.2.14.1 buzzer modul
2.2.13 Modem
Modem berasal dari singkatan Modulator Demodulator. Modulator
merupakan bagian yang mengubah sinyal informasi ke dalam sinyal
pembawa (carrier) dan siap untuk dikirimkan, sedangkan Demodulator
adalah bagian yang memisahkan sinyal informasi (biasanya berisi data
atau pesan) dari sinyal pembawa yang diterima sehingga informasi
tersebut dapat diterima dengan baik. Modem merupakan penggabungan
keduanya, jadi modem dapat diartikan sebagai alat komunikasi dua arah.
Data dari komputer yang berbentuk sinyal digital diberikan kepada
modem untuk diubah menjadi sinyal analog, ketika modem menerima
data dari luar berupa sinyal analog, modem mengubahnya kembali ke
sinyal digital agar dapat diproses lebih lanjut oleh komputer. Sinyal
analog tersebut dapat dikirimkan melalui beberapa media telekomunikasi
seperti telepon dan radio. Setibanya di modem tujuan, sinyal analog
tersebut diubah menjadi sinyal digital kembali dan dikirimkan kepada
komputer. Terdapat dua jenis modem secara fisiknya, yaitu modem
eksternal dan modem internal. Modem eksternal terdapat di luar alat,
34
umumnya modem eksternal terdapat pada kantor, rumah maupun fasilitas
umum seperti restoran, perpustakaan dan pusat pertokoan yang
menggunakan fasilitas internet. Modem eksternal lain contohnya
berbentuk flashdisk yang dapat di lepas atau pasang, praktis dan mudah
dibawa.
2.2.13.1 GSM
Modem yang banyak digunakan merupakan modem portabel
menggunakan jaringan Global System for Mobile Communications
(GSM). GSM adalah teknologi komunikasi yang bersifat digital.
Teknologi GSM memanfaatkan gelombang mikro dan pengiriman
sinyal yang dibagi berdasarkan waktu, sehingga sinyal informasi
yang dikirim akan sampai pada tujuan. Jaringan GSM saat ini
bekerja pada frekuensi 900 - 1800 Mhz. GSM merupakan sistem
telekomunikasi seluler yang memiliki banyak kelebihan dibanding
sistem analog, antara lain :
Kapasitas sistem lebih besar, karena menggunakan
teknologi digital di mana penggunaan sebuah kanal
tidak hanya diperuntukkan bagi satu pengguna saja
sehingga saat pengguna tidak mengirimkan informasi,
kanal dapat digunakan oleh pengguna lain.
Sebagai standar internasional memungkinkan GSM
dapat digunakan mancanegara.
35
Dengan teknologi digital, tidak hanya menghantarkan
suara, tapi memungkinkan layanan lain seperti teks,
gambar, dan video.
Keamanan sistem yang lebih baik.
Kualitas suara lebih jernih dan peka.
Mobile (dapat dibawa kemana-mana).
2.2.13.1.1 Sejarah GSM
GSM muncul pada pertengahan 1991 dan akhirnya
dijadikan standar telekomunikasi seluler untuk seluruh Eropa
oleh ETSI (European Telecomunication Standar Institute).
Pengoperasian GSM secara komersil baru dapat dimulai pada
awal kuartal terakhir 1992 karena GSM merupakan teknologi
yang kompleks dan butuh pengkajian yang mendalam untuk
bisa dijadikan standar.
Pada awal pengoperasiannya, GSM telah
mengantisipasi perkembangan jumlah penggunanya yang
sangat pesat dan arah pelayanan per area yang tinggi,
sehingga arah perkembangan teknologi GSM adalah DCS
(Digital Cellular System) pada alokasi frekuensi 1800 Mhz.
Dengan frekuensi tersebut, akan dicapai kapasitas pelanggan
yang semakin besar per satuan sel. Selain itu, dengan luas sel
yang semakin kecil akan dapat menurunkan kekuatan daya
pancar handphone, sehingga bahaya radiasi yang timbul
36
terhadap organ kepala akan dapat dikurangi. Pemakaian GSM
kemudian meluas ke Asia dan Amerika, termasuk Indonesia.
Indonesia awalnya menggunakan sistem telepon seluler
analog yang bernama AMPS (Advances Mobile Phone
System) dan NMT (Nordic Mobile Telephone). Namun
dengan hadir dan dijadikannnya standar sistem komunikasi
seluler membuat sistem analog perlahan menghilang, tidak
hanya di Indonesia, tapi juga di Eropa. Pengguna GSM pun
semakin lama semakin bertambah. Pada akhir tahun 2005,
pelanggan GSM di dunia telah mencapai 1,5 triliun
pelanggan. Akhirnya GSM tumbuh dan berkembang sebagai
sistem telekomunikasi seluler yang paling banyak digunakan
di seluruh dunia.
2.2.13.1.2 Spesifikasi GSM
Di Eropa, pada awalnya GSM di desain untuk
beroperasi pada frekuensi 900 Mhz. Pada frekuensi ini,
frekuensi uplink-nya digunakan frekuensi 890– 915 MHz ,
sedangkan frekuensi downlink-nya menggunakan frekuensi
935– 960 MHz. Bandwidth yang digunakan adalah 25 Mhz
(915–890 = 960–935 = 25 Mhz), dan lebar kanal sebesar 200
Khz. Dari keduanya, maka didapatkan 125 kanal, dimana 124
kanal digunakan untuk suara dan satu kanal untuk sinyal.
Pada perkembangannya, jumlah kanal 124 semakin tidak
37
mencukupi dalam pemenuhan kebutuhan yang disebabkan
pesatnya pertambahan jumlah pengguna.
Untuk memenuhi kebutuhan kanal yang lebih banyak,
maka regulator GSM di Eropa mencoba menggunakan
tambahan frekuensi untuk GSM pada band frekuensi di range
1800 Mhz dengan frekuensi 1710-1785 Mhz sebagai
frekuensi uplink dan frekuensi 1805-1880 Mhz sebagai
frekuensi downlink. GSM dengan frekuensinya yang baru ini
kemudian dikenal dengan sebutan GSM 1800, dimana
tersedia bandwidth selbesar 75 Mhz (1880-1805 = 1785–
1710 = 75 Mhz). Dengan lebar kanal yang tetap sama yaitu
200 Khz sama, pada saat GSM pada frekuensi 900 Mhz,
maka pada GSM 1800 ini akan tersedia sebanyak 375 kanal.
2.2.13.1.3 Keunggulan GSM
GSM, sebagai sistem telekomunikasi seluler digital
memiliki keunggulan yang jauh lebih banyak dibanding
sistem analog, di antaranya:
Kapasitas sistem lebih besar, karena
menggunakan teknologi digital dimana
penggunaan sebuah kanal tidak hanya
diperuntukkan bagi satu pengguna saja. Sehingga
saat pengguna tidak mengirimkan informasi,
kanal dapat digunakan oleh pengguna lain.
38
Sifatnya yang sebagai standar internasional
memungkinkan international roaming.
Dengan teknologi digital, tidak hanya
mengantarkan suara, tapi memungkinkan servis
lain seperti teks, gambar, dan video.
Keamanan sistem yang lebih baik.
Kualitas suara lebih jernih dan peka.
Keunggulan GSM yang beragam pantas saja
membuatnya menjadi sistem telekomunikasi seluler terbesar
penggunanya di seluruh dunia.
2.2.13.2 GPRS
General Packet Radio Service (GPRS) merupakan suatu
teknologi yang memungkinkan pengiriman dan penerimaan data
lebih cepat dibandingkan dengan penggunaan Circuit Switch Data
atau CSD. Penggabungan layanan telepon seluler dengan GPRS
menghasilkan generasi baru yang disebut 2.5G. Sistem GPRS dapat
digunakan untuk transfer data dalam bentuk paket data yang
berkaitan dengan internet.
GPRS merupakan sistem transmisi berbasis paket untuk
GSM yang menggunakan prinsip 'tunnelling'. Ia menawarkan laju
data yang lebih tinggi. Laju datanya secara kasar sampai 160 kbps
39
dibandingkan dengan 9,6 kbps yang dapat disediakan oleh
rangkaian tersakelar GSM. Kanal-kanal radio ganda dapat
dialokasikan bagi seorang pengguna dan kanal yang sama dapat
pula digunakan dengan berbagi antar pengguna sehingga menjadi
sangat efisien. Dari segi biaya, harga mengacu pada volume
penggunaan. Penggunanya ditarik biaya dalam kaitannya dengan
banyaknya byte yang dikirim atau diterima, tanpa memperdulikan
panggilan, dengan demikian dimungkinkan GPRS akan menjadi
lebih cenderung dipilih oleh pelanggan untuk mengaksesnya
daripada layanan-layanan IP.
GPRS merupakan teknologi baru yang memungkinkan para
operator jaringan komunikasi bergerak menawarkan layanan data
dengan laju bit yang lebih tinggi dengan tarif rendah, sehingga
membuat layanan data menjadi menarik bagi pasar massal. Para
operator jaringan komunikasi bergerak di luar negeri kini melihat
GPRS sebagai kunci untuk mengembangkan pasar komunikasi
bergerak menjadi pesaing baru di lahan yang pernah menjadi milik
jaringan kabel, yakni layanan internet. Kondisi ini dimungkinkan
karena ledakan penggunaan internet melalui jaringan kabel
(telepon) dapat pula dilakukan melalui jaringan bergerak.
Layanan bergerak yang kini sukses di pasar adalah, laporan
cuaca, pemesanan makanan, social networking sejenis Facebook,
Twitter dan sebagainya, aplikasi chatting, berita olah raga sampai
ke berita-berita penting harian. Dari perkembangan tersebut, dapat
40
dirasakan dampaknya pada kemunculan berbeagai provider HP
yang bersaing menawarkan tarif GPRS yang semakin terjangkau.
2.2.13.3 Sistem Pengiriman Informasi
Pengetahuan Dasar mengirim-menerima SMS melalui
Mikrokontroler ( dengan AT Command modem GSM)
Pengetahuan Dasar mengirim-menerima SMS
melaluiMikrokontroler dengan tujuan bisa berkomunikasi dengan
Microcontroller melalui SMS.
Alat dan bahan :
1. Modul microcontroller AVR
2. Modem GSM dgn serial Port
4. GSM SIM CARD (XL ,simpati ,tri, dll)
5. Software Codevision
Prinsip dan Cara kerja Mengirim SMS melalui
Microcontroller :
Microcontroller mengirim data ( isi SMS dan No tujuan) ke
modem GSM melalui RS232,kemudian modem GSM mengirim
data tsb ke SMS center yang akan menyampaikan ke No Hp yg
dituju.
41
Gambar 2.2.16.3.1 sistem pengiriman informasi
Perintah yang di mengerti modem adalah “AT Command” .
Disebut AT Command karena perintah2nya didahului oleh “AT”
(Atention).
Contoh beberapa AT command untuk Modem GSM:
AT+CPBF : cari no telp.
AT+CPBR : membaca buku telp.
AT+CPBW : menulis no telp di buku telp.
AT+CMGF : menyeting mode SMS text atau PDU
AT+CMGL : melihat semua daftar sms yg ada.
AT+CMGR : membaca sms.
AT+CMGS : mengirim sms.
AT+CMGD : menghapus sms.
AT+CMNS : menyeting lokasi penyimpanan ME(hp) atau
SM(SIM Card)
AT+CGMI : untuk mengetahui nama atau jenis ponsel
AT+CGMM : untuk mengetahui kelas ponsel
42
AT+COPS? : untuk mengetahui nama provider kartu GSM
AT+CBC : untuk mengetahui level baterai
AT+CSCA : untuk mengetahui alamat SMS Center
Dalam proses pengiriman atau penerimaan SMS,
terdapat 2 mode yaitu:
1. Mode SMS text
2. Mode SMS PDU (Protocol Data Unit).
Mode yang paling mudah digunakan yaitu mode teks (kode
ASCII). Tapi mode PDU(kode hexa) lebih powerful.
Contoh :
Settinglah modem GSM ke Mode SMS text, lihat
semua sms yg ada kemudian hapus sms dari modem GSM.
Tabel 2.2.16.3.1 Setting Modem GSM
AT+CMGF=1 < tekan enter(CR) >
OK
AT+CMGL="ALL" //(pada mode PDU(CMGF=0) gunakan AT+CMGL=4)
+CMGL: 1,"REC UNREAD","+6285695341050",,"11/04/13,10:26:26+04" pesan
pertama
+CMGL: 2,"REC UNREAD","+6285695341050",,"11/04/13,10:26:49+04" pesan
kedua
OK
43
AT+CMGD=1 //hapus pesan pertama
OK
AT+CMGD=2 //hapus pesan kedua
OK
Tabel 2.2.16.3.2 menghapus SMS
AT Command Response MODEM
AT+CMGD=<index><CR> OK
2.3 Teori Khusus
2.3.1 Format Citra Digital ( Foto )
Citra digital dapat disimpan dalam berbgai macam format.
Beberapa format citra digital dapat memanfaatkan metode kompersi
dalam penyimpanan data citra. Kompresi yang dilakukan dapat bersifat
lossy maupun lossless, bergantung kepada jenis format yang digunakan.
Kompresi yang bersifat lossy menyebabkan penurunan kualitas citra,
meskipundalam beberapa kasus penurunan kualitas tersebut tidak dapat
dikenali oleh mata manusia. Beberapa format citra digital yang banyak
ditemui adalah BMP, JPEG, GIF, PNG, dan lain-lain. Dalam sistem
pengiriman foto, penulis gunakan format JPEG.
44
2.3.2 JPEG Images
Joint Photograpic Experts (JPEG, dibaca jay-pag) dirancang untuk
kompresi beberapa full-color atau gray-scale dari suatu gambar yang asli,
seperti pemandangan asli didunia ini. JPEGs bekerja dengan baik pada
continous tone image seperti photographs tetapi tidak terlalu bagus pada
ketajaman gambar dan seni pewarnaan seperti penulisan, kartun yang
sederhana atau gambar yang menggunakan banyak garis. JPEG sudah
mendukung untuk 24-bit color depth atau sama dengan 16,7 juta warna
(224 = 16.777.216 warna), progressive JPEGs adalah tipe dari beberapa
persen lebih kecil dibandingkan baseline JPEGs. Tetapi keuntungan dari
JPEG dan jenis-jenisnya terlihat pada langkah-langkahnya sama seperti
interlaced GIFs.
JPEG adalah algoritma kompresi secara lossy. JPEG bekerja
dengan merubah gambar spasial dan mempresentasikan kedalam
pemetaan frekuensi. Discrete Cosine Transform (DCT) dengan
memisahkan antara informasi frekuensi yang rendah dan tinggi dari
sebuah gambar.informasi frekuensi yang tinggi akan diseleksi untuk
dihilangkan yang terikat pada pengaturan kualitas yang
digunakan.kompresi dengan tingkatan yang terikat pada pengaturan
kualitas yang digunakan, kompresi dengan tingkatan yang lebih baik,
tingkatan yang lebih baik dari informasi yang dihilangkan. Waktu
kompresi dan dekompresi dihasilkan dengan simetris. JPEG
Group’s(IJG) decoder lebih ditingkatkan kemampuannya dibandingkan
45
dengan encodernya. Manakala, ketika diperlihatkan 8bits, mengurangi
kuantisasi warna yang lambat. Banyak pada penjual JPEG menawarkan
untuk mempercepat hasil dari JPEG, kuantisasi warna dan kualitas
dengan mengimplementasikan IJG.
JPEG dirancang untuk mengeksploitasi tingkatan dari mata kita
yakni bahwa mata kita tidak akan dapat membedakan perubahan yang
lambat terang dan warna dibandingkan dengan perbedaan suatu jarak
apakah jauh atau dekat. Untuk itu JPEG sangat baik digunakan pada
fotografi dan monitor 80-bit. JPEG sebenarnya hanyalah algoritma
kompresi, bukan merupakan nama format file. File yang biasa disebut
JPEG pada jaringan sebenarnya adalah JFIF(JPEG File Interchange
Format).