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).