## PENGONTROLAN KEAMANAN GEDUNG MENGGUNAKAN SINYAL ULTRASONIK YANG DIINTERFACEKAN KE KOMPUTER
Oleh:
Muhammad Faisal Universitas Islam Negeri Malang

## ABSTRAKS
Piranti komputer mampu untuk mendeteksi adanya pencuri yang memasuki area pintu  masuk  perusahaan.  Selama  ini  peralatan  tersebut  sangat  mahal  apalagi  yang memakai kamera. Banyak perusahaan hanya mengandalkan satpam tanpa ditunjang oleh teknologi  komputer.  Padahal  dengan  alat  ini  maka  satpam  akan  sangat  mudah  untuk mendeteksi adanya pencuri yang masuk ke dalam area perusahaan.
Untuk  memenuhi  kebutuhan  pengamanan  maka  perlu  direkayasa  peralatan  bantu yang bisa mendeteksi adanya pencuri.

## Kata Kunci : Sinyal Ultasonik, Interface

## PENDAHULUAN

## 1.1 Latar Belakang
Teknologi  komputer  dewasa  ini  berkembang  sangat  pesat.  Perkembangannya melebar  ke  berbagai  bidang  terutama  bidang  keamanan.  Bidang  ini  termasuk sangat  penting  bagi  ketenangan  pengusaha.  Pengamanan  aset  perusahaan  perlu adanya bantuan teknologi komputer.
Piranti  komputer  mampu  untuk  mendeteksi  adanya  pencuri  yang  memasuki  area pintu  masuk  perusahaan.  Selama  ini  peralatan  tersebut  sangat  mahal  apalagi  yang memakai kamera. Banyak perusahaan hanya mengandalkan satpam tanpa ditunjang oleh teknologi komputer. Padahal dengan alat ini maka satpam akan sangat mudah untuk mendeteksi adanya pencuri yang masuk ke dalam area perusahaan.
Untuk  memenuhi  kebutuhan  pengamanan  maka  perlu  direkayasa  peralatan  bantu yang bisa mendeteksi adanya pencuri.

## 1.2. Rumusan masalah
Berdasarkan  latar  belakang  penelitian  yang  telah  dikemukakan  di  atas  dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut :
1.  Apa yang dimaksud untuk mengontrol keamanan gedung.
2.  Bagaimana Implementasi Alat kontrol tersebut.
3.  Apa manfaat dari  Alat Kontrol tersebut.

## 1.3.   Tujuan
Dalam  penulisan  laporan  ini  penyusun  merencanakan  dan  membuat  sistem pengontrolan peralatan yang bertujuan :
Pembuatan  alat  untuk  mengontrol  keamanan  gedung  dengan  menggunakan  sinyal ultrasonik.
SAINTEKBU Jurnal Sains dan Teknologi           Vol.2 No. 1 Desember  2009

## TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1.  Sistem Kontrol
Sistem  kontrol  merupakan  sistem  /  cara  untuk  pengendalian  suatu  peralatan  atau benda yang menjadi target obyek.
Bila ditinjau dari hubungan timbal baiknya dibedakan menjadi 2 :
1.  Sistem Loop terbuka Proses pengendalian dengan tanpa adanya hubungan timbak balik (feetback)
2.  Sistem loop tertutup Proses pengendalian dangan adanya feetback dari alat yang dikendalikan.
Sistem  kendali  balikan  pengontrol  akan  mengetahui  keadaan  obyek  karena adanya sinyal balik dari obyek mengenai tindakan  yang dilakukan.
Dalam sistem kendali dikelompokkan  :
1.  Menurut metode analisis dan perancangan : Sistem linear model karakteristik linear
2.  Non linear : adanya efek  yang mempengaruhi linearitas. Varian  waktu  :  sistem  pengendalian  yang    berubah  menurut  waktu  yang diinginkan.
2.  Invarian  waktu  :  Sistem  kendali  yang  tidak  berubah  terhadap  waktu  selama proses operasi.
Menurut bentuk linearitas sinyal yang digunakan :
1.  Sistem data kontinyu.
Bentuk sinyal linear / lurus dan stabil tanpa adanya perubahan.
2.  Sistem data diskrit.
Bentuk sinyal data berupa bentuk diskrit, selalu berubah dan tidak beraturan.
Sistem kendali data diskrit dibagi :
1.  Sistem kendali data cuplik . sistem kendali dengan adanya pembanding/komparator.
Gambar 2.1.  Diagram blok Sistem kendali data cuplik
Gambaran proses sistem kendali data cuplik :
Pada  awal  proses  ada  berupa  input.  Input  direspon  oleh  pembanding  kemudian disampling ke   data pengambil, data pengambil meneruskan ke proses terkontrol .  Bila  terjadi  error  akan  ada  feetback  dan  bila  sudah  tepat  akan  diteruskan  ke output.
2. Sistem kendali Digital.
Merupakan Sistem kendali secara digital.
Sistem  ini  sudah  sedemikian  populernya  karena  sangat  bagus  kualitasnya dibanding analog.
Adapun model sistem kendali digital sebagai berikut :
Proses terkontrol Data pengambil + Pencuplik
Input Output

## SAINTEKBU Jurnal Sains dan Teknologi           Vol.2 No. 1 Desember  2009
Gambar 2.2.  Diagram Blok Sistem Kendali data Digital

## 2.2.  Sinyal Ultrasonik
Sinyal    ultrasonik    merupakan  sinyal    yang    bekerja    berdasar    prinsip    pantulan gelombang   suara  dan Frekuensi  ini  bekerja  pada  Frekuensi  40  KHz  hingga sampai    frequensi    400    KHz.  Digunakan    untuk    mendeteksi    keberadaan    suatu benda / obyek  tertentu  di  depannya
Sinyal  ultrasonik  terdiri  dari  dua  unit  yaitu  pemancar  dan  penerima .  Struktur unit  pemancar  dan  unit  penerima  ultrasonik
Prinsip kerja dari Sensor Ultrasonik :
1.  Sebuah  kristal  piezoelectric  dijepit  oleh  dua  plat  logam ,  sebuah  plat  di hubungkan    dengan    mekanik    jangkar    dan    lainnya    dihubungkan    dengan diafragma  penggetar.
2.  Plat  logam  diberi  tegangan  bolak  balik  yang  mempunyai  frekuensi  40  KHz sampai  dengan  frequensi  400  KHz
3.  Struktur    atom    dari    kristal    piezoelectric    akan    berkontraksi,    mengembang atau    menyusut      terhadap    terhadap    polaritas    tegangan    dan    ini    disebut pizoelectric.    Kontraksi    yang    terjadi    diteruskan    kediafragma      penggetar sehingga    terjadi    gelombang    ultrasonik    yang    di  pancarkan    ke    udara  . Gelombang    ultrasonik    merambat    di    udara    dan    akan    di    pantulkan    jika mengenai    suatu    obyek    tertentu,    pantulan    gelombang    ultrasonik    di   terima kembali  oleh  unit  penerima.  Selanjutnya  unit  penerima  akan  menyebabkan diafragma  bergetar  dan  efek  piezoelectric  kembali  bekerja  terbalik .
4.  Getaran  mekanik  dari  kristal     piezoelectric  menghasilkan  sebuah  tegangan bolak  balik  dengan  frekuensi  yang  sama.  Besar  amplitudo  sinyal  electric yang  dihasilkan  unit  penerima  tergantung  dari  jauh  dekatnya  obyek  yang dideteksi.
2.3.  Penerapan Sinyal Ultrasonik
Aplikasi  dari  sensor  ultrasonik  banyak  di  gunakan  di  industri - industri,  seperti industri  kimia  gunanya  untuk  mengetahui  volume  atau  level  dari  suatu  tangki cairan  kimia,  dibidang  kedokteran  dengan  ultrasonografi.
Semua    aplikasi    tersebut    bekerja    berdasarkan    pengukuran    waktu    untuk mengetahui  berat  suatu  material .

## PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT
3.1.  Perencanaan perangkat keras ( hardware ) terlihat pada blok berikut :
Komputer Digital penghubung obyek Konventer digital ke analog Konverter analog ke digital Sensor ultrasonik
Obyek Input
terkode digital
1 2 3 4 6 5 7

## Gambar 3.1. Blok diagram perangkat keras

## 3.2.  Cara Kerja Sistem
Peralatan ini terdiri dari 6 bagian pokok, dengan Processor intel 486 DX 33 sebagai pengendali utama.
1.  Transmitter  Ultrasonik  sebagai  pengirim  sinyal    melalui  rangkaian  astabil multivibrator IC 555.
2.  Receiver  sebagai  penerima  sinyal  infra  yang  diperkuat  oleh  op-amp /demodulator
3.  Port Paralel Printer  sebagai interfacing antara komputer dengan peralatan I/O.
4.  Alarm sebagai penanda adanya aktifitas yang telah terbaca oleh procesor.
5.  Procesor berfungsi sebagai pengolah data dari Peralatan I/O melalu paralel port DB.25 dan mengontrol pengendalian peralatan.
Peralatan ini akan bekerja bila Receiver menangkap pantulan gelombang  yang dipancarkan oleh Transmitter . Gelombang terpantul karena ada benda sebagai pemantul yang melintas di depan peralatan sensor. Benda ini yang diasumsikan sebagai Pencuri.
Gambar 3.2. Blok arah sinyal ultrasonik
Tx = Transmitter
Rx = Receiver
Sinyal dari Tx mengenai Pencuri dipantulkan ke Rx, sinyal tersebut diolah oleh komputer dan akhirnya komputer memerintahkan alarm untuk berbunyi.
Transmitter Ultrasonik Receiver Ultrasonik Port Printer LPT1 KOMPUTER OUTPUT INPUT ALARM 1 2 5 3 4 Tx Rx Komputer alarm

## SAINTEKBU Jurnal Sains dan Teknologi           Vol.2 No. 1 Desember  2009
Model Ruangan yang dikontrol :
Gambar 3.3.   Permodelan ruang yang dikontrol
3.3.  Perencanaan dan pembuatan perangkat lunak.
Untuk menghubungkan komputer dengan peralatan sensor Ultrasonik maka perlu driver berupa program. Adapun program yang digunakan adalah berbasis Program Pascal 7.0. Adapun pseudo-op  algoritma program adalah sebagai berikut :
Gambar 3.6. Flow chart program deteksi keamanan Gedung
Program yang dibuat berbasis Pascal  yang terdiri dari :
1. Program Unit  : Unit Dos, Crt, graph, Layar1
Untuk Unit Dos dan Crt sudah ada dalam fasilitas program TPU (Turbo Pascal Unit) sedangkan Unit Layar1 dibuat tersendiri, karena tidak ada dalam program TPU pada Pascal 7.0.
Contoh model :
R1 R5
R2 R6 R3 R7 R4 R8 Secur ity A B INISIALISASI Setting Sensor dan Ruang Input Sensor PEMANCAR START T Sensor = 1 PEMANCAR ON Y T Ruang = 1 PEMANCAR ON Y T Ruang = 2 PEMANCAR ON Y T Ruang =3 PEMANCAR ON Y T Ruang = 4 PEMANCAR ON Y A B T Ruang = 5 PEMANCAR ON Y T Ruang = 6 PEMANCAR ON Y T Ruang = 7 PEMANCAR ON Y T Ruang = 8 PEMANCAR ON Y Bunyikan Alarm Ruang PEMANCAR STOP
Uses Crt, Dos, graph, layar1 ;
2. Procedure  terdiri dari :
a.  Procedure Bunyialarm
Procedure ini berfungsi untuk membunyikan alarm bila ada ruang yang terdeteksi.
b.  Procedure Tampiljudul.
Procedure ini berfungsi untuk menampilkan program tampilan awal sebelum  sub program Tampilruang.
c.  Procedure Tampilruang.
Procedure ini berfungsi untuk menampilkan ruangan aktif yang akan dideteksi. Ruangan yang direncanakan aktif  1  buah ruangan dari 8 ruangan yang menjadi target.
3. Function :
Function Detekorang.
Function ini sebagai nadi utama pendeteksi adanya orang yang akan masuk ke ruangan.
4. Program Utama.
Program ini menjadi induk dari sub sub program dan menggerakkan semua procedure sesuai dengan perintahnya. Diawali dengan Begin dan diakhiri dengan End.
Perencanaan  dan pembuatan model :
Uses crt, Dos, Graph,layar1;
Procedure Bunyialarm;
Function Detekorang;
Procedure Tampiljudul;
Procedure Tampilruang;
Begin
Tampiljudul;
Tampilruang;
End.

## PEMBAHASAN
4.1.  Pengujian Alat Peralatan ini terdiri dari sub sistem dan dalam pengujiannya
setiap sistem harus saling berkolerasi.
Pengujian Sub sistem :
1. Pengujian subsistem Pemancar :

## SAINTEKBU Jurnal Sains dan Teknologi           Vol.2 No. 1 Desember  2009
Pada  pengujian  ini  input  power  dihubungkan  dengan  power  adaftor  dengan tegangan  Vcc  9  V  DC.  Hasil  Output  berupa  Sinyal  Ultrasonik  dengan jangkauan  frekwensi keluaran dari Timer 555 sebesar 40 KH.
2. Pengujian subsistem Penerima :
Pada Pengujian ini input power VCC 9 V DC dengan asumsi masukan untuk beberapa komponen sehingga komponen Ultrasonik bisa memenuhi tegangan DC  yang  diiginkan  sebesar  5  V  DC.  Output  dari  tegangan  ini  berupa  sinyal yang  dilinearkan  dengan  IC.  Setelah  melewati  opamp  dan  dilinearkan  akan menghasilkan  tegangan  yang  dibutuhkan  oleh  komputer  berupa  tegangan Digital.
Gambar 4.5. Pengujian sub sistem penerima
3. Pengujian Jarak deteksi
Pengukuran  jarak  dilakukan  dengan  mengukur  waktu  yang  diperlukan  bagi sinyal  yang  dipancarkan  oleh  unit  Transmitter  dan  diterima  oleh  unit Receiver. Cepat rambat cahaya 340 m/det.
Proses Pengukuran jarak :
Set  komputer  pada  Port  $379.  Sinyal  menjangkau  benda  yang  dideteksi (Jangkauan  dalam  pengujian  dalam  jarak  5  cm)  maka  akan  terbaca  oleh komputer  mengakibatkan  suara  alarm  berbunyi  dan  secara  otomatis  program akan menampilkan ruangan yang telah terdeteksi oleh sensor tersebut.
4.     Tampilan Program :
Tampilan program terlihat sebagai berikut:
a. Tampilan Pertama Program

## b. Tampilan kedua Program
c. Tampilan Ruangan yang terdeteksi Sinyal

## KESIMPULAN
Dari  penelitian  yang  telah  dilaksanakan  dengan  diwujudkan  perancangan  dan pembuatan alat pendeteksi maka dapat disimpulkan hal sebagai berikut :
1. Pendeteksian benda dapat dilakukan, karena penangkapan benda oleh sensor akibat terpantulnya gelombang ultrasonik.
2. Untuk memperoleh penangkapan sinyal yabg lebih jauh perlu penguatan yang lebih dari pemancar dan penguatan yang lebih pula pada penerima.
3. Pola  deteksi  ini  menggunakan  sensor  Ultrasonik  yang  sebelumnya  memakai  infra merah, karena dari segi pengaruh sinar matahari maka Ultrasonik masih merupakan yang lebih baik dari infra merah sesuai uji lab yang telah dilakukan.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Arianto  Widyatmo,  (1996)  Haryanto  Eduard  &  Fendy,  Belajar  Mikroprosesor- Mikrokontroller melalui Komputer PC, PT. Elexmedia Komputindo, Jakarta.
2. Charles  L.  Phillips,  Royce  D.  Harbor,  (1996)  Sistem  Kontrol  Lanjutan,  Prentice Hall Inc.
3. Douglass  V.,  Microprocessors  and  Interfacing  (1991):  Programming  Hardware, McGraw-Hill, Inc, United States.
4. Elektuur  B.V.,  (1995)  Data  Praktis  Elektronika,  PT.  Elexmedia  Komputindo, Jakarta.
5. Elektuur  B.V.  Beek,  (1996).Teknik  Digit  1  dan  2  ,  PT.  Elexmedia  Komputindo, Jakarta.

## SAINTEKBU Jurnal Sains dan Teknologi           Vol.2 No. 1 Desember  2009
6. Insap  Santosai,  Ir,  (1993).  Dasar-Dasar  Pemrograman  Pasccal,  Andi  Offset, Yogyakarta
7. Malvino  Hanapi  Gunawan,  (1981).  Prinsip  Prinsip  Elektronik,  Erlangga,  Agustus, Jakarta
8. National  semikonductor  Corporation,  National  Operational  Amplifiers  Databook, Santa Clara, California, 1995.
9. Rizal  Rizkiawan,  (1997).  Tutorial  Perancangan  Hardware  2,  Elexmedia Komputindo, Jakarta.
10. Rodnay Zakky,(1991).  Dari Chip ke Sistem : Pengantar Mikroprosessor, Erlangga, Jakarta.
11. Roger L. Tokheim, (1995). Elektronika Digital, Erlangga.
12. Stephen  O’Brien  and  Steven  Nameroff,  (1993).  Turbo  Pascal  7  :    The  Complete Reference, McGraw-Hill,Inc,  California-USA.
13. Suyanto EA,(1992).  Cara Mudah Belajar Assembley, Semarang, 1992.
14. Wasito  S.,  (1992).  Data  Sheet  Book1  :  Data  IC  Linear,  TTl  dan  CMOS,  PT. Elexmedia Komputindo, Jakarta.