PROTOTIPE SISTEM PENDETEKSI DINI KEBAKARAN DENGAN SMS SEBAGAI MEDIA INFORMASI INFORMASI BERBASIS MIKROKONTROLER MIKROKONTROLER 1
2
H.Lukman Abdul Fatah M.Si.,M.T, Rudi Alimudin 1,2
3
Program Studi Teknik Informatika, STMIK LPKIA Jln. Soekarno Hatta No. 456 Bandung 40266, Telp. +62 22 75642823, Fax. +62 22 7564282 1 Email :
[email protected]
Abstrak
Kebakaran dapat terjadi dimana saja, baik di gedung-gedung, perumahan, pusat-pusat perbelanjaan maupun hutan. Penyebab kebakaran bermacam-macam, ada yang disebabkan terjadinya konsletting listrik dan ada pula karena kelalaian kecil seperti meninggalkan kompor yang masih menyala serta membuang putung rokok secara sembarangan. Penggunaan sistem pendeteksi kebakaran diharapkan mampu untuk mengurangi kebakaran dalam skala yang lebih besar yaitu sistem ini mampu mendeteksi indikasi kebakaran. Sistem pendeteksi kebakaran ini mengambil data dari alat dengan suhu normal ruangan yang digunakan berkisar 27°C-30°C dan keluaran (Vout (Vout ) sensor tergantung pada nilai resistansi sensor yang akan mengalami perubahan seiring adanya kepulan gas dan kenaikan suhu didalam ruangan. Keluaran dari sensor ini dapat menentukan tingkat keadaan apabila terdeteksi gas gas dengan nilai data ADC > 200ppm maka maka SMS yang dikirim “GAS BOCOR”, apabila 0 terdeteksi adanya api dan kenaikan suhu melebihi batas normal > 70 c maka SMS yang dikirim “ADA KEBAKARAN”, selain itu pemakaian LCD dan buzzer juga ditambahkan sebagai peringatan apabila terjadi suatu kebakaran. Sistem ini tersusun atas perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras terdiri dari sensor asap dan gas MQ2, sensor suhu LM35, dan sensor api Flame Detector. Sistem minimum mikrokontroler ATMega8535 sebagai rangkaian pengendali input dan output, rangkaian display output menggunakan LCD, Modem Wavecom yang menggunakan jaringan GSM yang digunakan untuk mengirimkan pesan sebagai tanda peringatan. Perangkat lunaknya ditulis dengan bahasa pemrograman C. Kata kunci: Sensor Suhu LM35, Sensor Api Flame Detector, ATMega8535, Komunikasi serial dan Modem GSM Wavecom
1.
Pendahuluan Sistem pendeteksi dini kebakaran adalah sebuah sistem keamanan terintegrasi, yang secara otomatis memberikan informasi keadaan dari suatu peristiwa atau kondisi yang dapat diaplikasikan pada perumahan, perkantoran, kampus atau instansi yang membutuhkannya. Keamanan merupakan salah satu aspek penting dalam sebuah sistem informasi. Kebakaran merupakan suatu kelalaian atau kesalahan yang diakibatkan oleh manusia, yang disebabkan oleh beberapa faktor misalnya akibat abu rokok, akibat gas elpiji, akibat hubungan pendek arus listrik yang menimbulkan api dan merambat ke bahan lainnya dan sebagainya. Melihat kondisi ini, maka di rancang
Sensor Asap dan Gas MQ2, Mikrokontroler
sebuah alat yang efisien dan terjangkau untuk mencegah semua kerugian yang diakibatkan oleh kebakaran. Dengan pemberitahuan melalui sms dan menggunakan alarm sebagai respondan, sensor suhu LM35, sensor api Flame Detector serta sensor asap dan gas MQ2 sebagai pendeteksi kebakaran juga memanfaatkan mikrokontroler AVR seri ATMega8535 sebagai pusat sistem dengan membuat pemrograman pada mikrokontroler sebagai perintah kerja, dan menampilkannya pada LCD sehingga dibuat sistem sistem keamanan dan monitoring terintegrasi yang bekerja selama 24 jam tanpa mengenal lelah dan hemat biaya. Sistem ini dibangun untuk dapat mencegah terjadinya kebakaran yang meluas dan
mengindikasi kebakaran sejak dini dengan mencari keberadaan api, gas, dan menampilkannya pada sebuah LCD dan akan memberikan informasi kepada pemilik ruangan, melalui pesan pendek (SMS) ke telepon seluler pemilik atau operator ruangan jika peralatan sudah mendeteksi adanya kebakaran serta memberikan peringatan berupa alarm.
dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 ( satu ) siklus clock. Mikrokontroler AVR berteknologi RISC ( Reduced Instruction Set Computing ). Secara umum, AVR dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan keluarga AT86RFxx. ( Wardhana, 2006 ).
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, penulis mengidentifikasikan beberapa permasalahan sebagai berikut : 1. Banyaknya kejadian kebakaran yang diketahui setelah api membesar sehingga menimbulkan banyak kerugian, maka dibutuhkan alat yang dapat memberikan informasi secara otomatis jika terjadi kebakaran. 2. Perlunya alat yang dapat mendeteksi kenaikan suhu, keberadaan api serta gas sebagai indikator jika terjadi kebakaran, kemudian melaporkan kepada pemilik atau operator tersebut.
2.2 Sensor Suhu LM35 Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.
Untuk memfokuskan penelitian, maka dibatasi permasalahan hanya mencakup sebagai berikut : 1. Mikrokontroler yang digunakan adalah ATMega8535. 2. Penempatan posisi sensor MQ2 diletakan pada tempat yang rawan akan kebocoran gas yaitu dapur. 3. Sensor LM35 dan sensor flame detector difokuskan untuk memonitoring indikasi kebakaran diseluruh ruangan rumah. 4. Penyampaian informasi kepada pemilik dilakukan melalui modem wavecom ke telepon seluler. Pemberitahuan informasi dilakukan dengan mengirimkan SMS dan alarm sebagai peringatan jika terjadi kebakaran. Maksud dari penelitian yang dilakukan adalah untuk mengetahui berapa besar peranan alat pendeteksi kebakaran dalam upaya pencegahan kasus kebakaran. Tujuan dari penelitian tentang pendeteksi kebakaran ini adalah sebagai berikut : 1. Untuk mengoptimalkan fungsi LM35, Flame Detector dan MQ2 sebagai sensor indikator kebakaran. 2. Untuk mengetahui letak terjadinya atau ruangan mana yang terdapat indikasi penyebab kebakaran, serta mencoba mencegah terjadinya kebakaran skala besar. 2. Dasar Teori 2.1 Teori Tentang Komputer Mikrokontroler AVR ( Alf and Vegard’s Risc processor ) memiliki arsitektur 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit ( 16-bits word )
Gambar 2.2 Bentuk fisik sensor LM35 2.3 Sensor Flame Detector Flame Detector merupakan sebuah sistem sensor cerdas yang mampu mendeteksi posisi nyala api dengan ketelitian tinggi (hingga nyala api sekecil cahaya lilin) menggunakan gabungan sensor mata api dan motor servo. Sistem ini terdiri dari sebuah sensor photodioda yang didesain untuk mendeteksi mata api dan sebuah modul berbasis mikrokontroler yang digunakan untuk mengatur kerja motor servo, mengambil sampling data sensor, dan mengatur antarmuka dengan sistem lain. Salah satu aplikasi DT-SENSE FLAME DETECTOR adalah robot pencari api (Kontes Robot Cerdas Indonesia).
Gambar 2.3 DT-Sense flame detector 2.4 Sensor Asap dan Gas MQ2 (Datasheet Sensor Gas Dan Asap MQ-2 2011). Sensor gas asap MQ-2 ini mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Secara umum sensor didefenisikan sebagai alat yang mampu menangkap fenomena fisika atau kimia kemudian mengubahnya menjadi sinyal elektrik baik arus listrik ataupun tegangan. Sensor asap MQ2 merupakan sensor yang biasanya digunakan untuk mengetahui kualitas udara atau untuk mengetahui kandungan yang terjadi dalam udara. Sensor MQ2 tersebut terbuat dari bahan peka gas yaitu SnO2 . Jika sensor tersebut mendeteksi keberadaan gas tersebut di udara dengan tingkat konsentrasi tertentu, maka sensor akan menganggap terdapat asap rokok di udara. Ketika sensor mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut, maka re-sistansi elektrik sensor akan turun. Dengan memanfaatkan prinsip kerja dari sensor MQ 2 ini, kandungan gas tersebut dapat diukur.
3. Analisis dan Perancangan Perangkat Lunak 3.1 Aliran Proses 3.1.1 Use Case Diagram Diagram ini akan menggambarakan fungsionalitas yang diharapkan dari alat simulasi pendeteksi kebakaran. Sebuah use case merepresentasikan sebuah interaksi antara aktor dengan sistem. Dengan dilengkapi oleh scenario untuk menjelaskan dari gambaran use case yang ada dengan menceritakan scenario per use case. Fungsifungsi yang ada dipendeteksi kebakaran ini diantaranya aktivitas sistem, mengirim instruksi, menyalakan buzzer, mengirim informasi melalui SMS.
Gambar 3.1.1 Use case sistem pendeteksi kebakaran Table 3.1.1 Skenario use case mengelola data suhu, api, dan gas Nama Use Case : Mengelola data suhu, api, dan gas Deskripsi : Input suhu, api, dan gas mengelola sinyal dan data Aktor yang terlibat : Suhu, api, dan gas Kondisi awal
: Data input
Skenario Aktor
Gambar 2.4 Penampang atas sensor MQ2 2.5
Pengertian UML Menurut (Dennis, Wixom, Tegarden, 2009) yang di kutip pada buku Systems Analysis Design UML Version 2.0 An Object-Oriented Approach menerangkan : “UML menyediakan kosa kata umum istilah object oriented dan teknik diagram yang cukup kaya untuk model proyek pengembangan sistem dari analisis melalui implementasi“.
Reaksi Sistem
1.
Suhu, api,dan 2. Mengelola data gas suhu, api, dan gas Kondisi Akhir : Mendeteksi kenaikan suhu Mendeteksi keberadaan api Mendeteksi kebocoran gas lpg 3.2 Struktur Organisasi Objek Dan Pesan 3.2.1 Sequence Diagram Dalam sub bab ini akan dijelaskan bagaimana sebuah sistem dari simulasi alat pendeteksi kebakaran ini bekerja. Dimulai dari sequence diagram dari ketiga sensor yang bekerja dalam sistem ini, yaitu
sensor suhu LM35, sensor api flame detector dan sensor gas MQ2. Kemudian diperjelas lagi dengan menggunakan diagram aktifitas dari sistem ini secara keseluruhan.
Gambar 4.1 Blok diagram sistem pendeteksi kebakaran 4.2 Subsistem Perangkat Input 4.2.1 Rangkaian Sensor Suhu LM35
Gambar 3.2.1 Sequence diagram mengelola data suhu, api, dan gas lpg 3.3 Pemodelan Perilaku Sistem 3.3.1 State Chart Diagram Untuk lebih memperjelas mengenai kinerja dari sistem simulasi alat pendeteksi kebakaran ini, maka dibuatkan sebuah diagram state untuk menggambarkan perubahan atau transisi dari sebuah sistem yang bekerja.
Gambar 4.2.1 Rangkaian sensor suhu LM35 dengan mikrokontroler Pada Gambar diatas sensor LM35 memiliki 3 kaki yaitu untuk ground , vcc dan output , kaki-kaki dihubungkan ke Port di mikrokontroler yang kemudian mikrokontroler akan menerima data input dari sensor sehingga data input dari sensor akan diproses oleh mikrokontroler menjadi output pada LCD, kipas ataupun buzzer. 4.2.2 Rangkaian Sensor Flame Detector
Gambar 4.2.2 Rangkaian sensor api dengan mikrokontroler
Gambar 3.3.1 State chart diagram sistem pendeteksi kebakaran 4. Ananlisis Dan Perancangan Perangkat Keras 4.1 Blok Diagram Gambar dibawah ini merupakan gambar blok diagram dari rancang bangun sistem pendeteksi kebakaran.
Gambar diatas menjelaskan hubungan dari modul sensor api dengan mikrokontroler dimana modul sensor api ini dihubungkan ke PortA di mikrokontroler yang kemudian akan mendeteksi adanya api yang menyulut ke arah sensor. Input yang diterima oleh mikrokontroler dari sensor api juga akan dibandingkan dengan input data dari sensor suhu. Hal ini dikarenakan program yang ditanamkan pada mikrokontroler akan membaca deteksi api dan membandingkan dengan besaran data input dari sensor suhu sehingga output yang dihasilkan sesuai dengan yang diharapkan.
4.2.3 Rangkaian Sensor MQ2
Gambar 4.3.2 Rangkaian modem gsm wavecom Gambar 4.2.3 Rangkaian sensor MQ2 dengan mikrokontroler Gambar diatas menjelaskan hubungan input dari modul sensor gas dengan mikrokontroler dimana sensor modul sensor gas ini dihubungkan ke PortA di mikrokontroler sehingga ketika diberi catu daya sensor akan mendeteksi kebocoran gas yang kemudian akan dikirimkan ke mikrokontroler diproses untuk dijadikan output pada LCD, buzzer ataupun kipas.
4.4 Skema Keseluruhan Dari penjelasan – penjelasan pada sub bab sebelumnya tentang hubungan antar masing masing perangkat input maupun output maka dapat digambarkan hubungan keseluruhan input output dengan mikrokontroler yaitu seperti dibawah ini.
4.3 Subsitem Perangkat Output 4.3.1 LCD
Gambar 4.3.1 Hubungan LCD 16x2 dengan Mikrokontroler. Sistem ini menggunakan perangkat LCD sebagai alat output dimana informasi terdeteksinya kebocoran gas, adanya api yang menyulut ke arah sensor dan informasi tentang besar suhu ruangan pada saat itu, beserta pesan peringatan ditampilkan pada LCD. LCD dihubungkan ke PortB. Output yang ditampilkan pada tampilan LCD bersifat dinamis tergantung dari data input yang diberikan oleh sensor. Berikut tabel koneksi pin pada LCD yang terhubung ke mikrokontroler. 4.3.2 Rangkaian Modem GSM Wavecom Mikrokontroler mengirim data ( isi SMS dan No tujuan) ke modem GSM melalui RS232, kemudian modem GSM mengirim data tersebut ke SMS center yang akan menyampaikan ke No Hp yg dituju.
Gambar 4.4 Skema keseluruhan 5. Implementasi 5.1 Compiling Program Tahapan ini merupakan tahapan akhir dalam membuat program. Dengan melakukan compiling program, dimana file yang menggunakan bahasa C (berekstensi *.c) dirubah kedalam bahasa yang dimengerti oleh microcontroller (file berekstensi *.hex), yang kemudian akan dimasukkan ke dalam Flash Memory ATMega8535. Software yang digunakan sebagai editor dan compiler dalam perancangan ini yaitu CodeVisionAVR. CodeVisionAVR adalah salah satu alat bantu editor pemrograman ( programming tool ) yang bekerja dalam lingkungan pengembangan perangkat lunak yang terintegrasi ( Integrated Development Programming, IDE). 5.2 Pengujian Perangkat Input 5.2.1 Pengujian Sensor Gas MQ2
lcd_putsf(“QRSTUPWKYZQRSTUV”); delay_ms(1000); } Hasil pengujian dari LCD dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 5.3.1 Pengujian rangkaian LCD 6.
Gambar 5.2.1 Pengujian sensor MQ2 ke lcd 5.2.2 Pengujian Sensor Api Sensor ini digunakan untuk mendeteksi adanya api yang menyulut ke arah sensor. Pengujiannya dilakukan dengan cara pengukuran pada perangkat input seperti berikut :
Kesimpulan Unjuk kerja dari prototipe pendeteksi kebakaran ini telah menunjukkan hasil sesuai dengan yang diharapkan, yaitu : 1. Sensor Suhu LM35 cukup baik dalam pengukuran suhu dan sensor MQ2 dapat mendeteksi kebocoran gas disekitar sensor dan sensor flame detector mendeteksi keberadaan api yang berlebihan dan suhu ruangan yang panas maka akan diberi peringatan melalui alarm dan pengiriman sms sebagai pemberitahuan jarak jauh. 2. Dengan memanfaatkan pelayanan SMS yang hadir dalam teknologi GSM ini, memberikan satu alternatif yang lebih maju untuk penyampaian informasi. DAFTAR PUSTAKA [1] Lingga Wardhana.
Mi krokontroler Seri
Belajar Sendiri ATMega8535, ANDI,
2006,
Yogyakarta.
Gambar 5.2.2 Pengujian sensor api ke lcd 5.3 Pengujian Perangkat Output 5.3.1 Pengujian LCD Tujuan : Untuk mengetahui apakah modul LCD dapat berfungsi dengan baik alat yang digunakan. Alat yang digunakan: 1. Rangkaian sistem minimum ATMega8535 2. Kabel downloader 3. Modul LCD 16 x 2 Download program untuk pengujian LCD berikut ke dalam mikrokontroler : while(1){ lcd_gotxy(0,0); lcd_putsf(“ABCDEFGHIJKLMNOP”); lcd_gotxy(1,0);
[2]
O’Brien James A. 2006, Pengantar Sistem I nformasi, jilid 1 edisi keempat, Penerbit PT. Elex Media Komputindo, Jakarta.
[3]
Jogiyanto
H.M. 2005, Sistem Teknologi I nformasi, edisi kedua, Penerbit Andi Offset, Yogyakarta.
[4]
[5]
Sistem Sutabri. 2005, Analisa I nformasi, Penerbit Andi Offset, Yogyakarta. Tata
AV R ATmega8/32/16/8535 dan Pemrogramannya dengan Bahasa C pada Win AVR , Penerbit Ardi
Winoto. 2008, Mi krokontroler
Informatika Bandung. [6]
Taufiq Dwi Septian Suyadhi. 2008, Build your own line follower robot, Penerbit Andi Offset, Yogyakarta.
