RANCANG BANGUN ALARM PENDETEKSI GERAKAN BERBASIS SENSOR PIR MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ATMEGA 328P
Rancang Bangun Alarm Pendeteksi Gerakan Sensor PIR Menggunakan Mikrokontroler ATmega 328P
Carroline Aulya Saputri1, Falah Adelard Sulistiyo2, Laili Novita Sari3,
Muhammad Daffa’ Kurniawan4, Rendykan Surya Pangestu5
Jurusan Teknik Elektro, Prodi Teknik Elektronika, Politeknik Negeri Semarang
Jl. Prof. Soedarto, Tembalang, Kec, Tembalang, Kota Semarang, Jawa Tengah, 50275
Intisari- Jurnal ini membahas perancangan dan pembangunan sistem
alarm pendeteksi gerakan yang menggunakan sensor PIR (Passive Infrared) dan
mikrokontroler ATMega 328P. Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk
menciptakan sistem deteksi gerakan yang efektif dan efisien dalam mendeteksi
keberadaan manusia pada area tertentu dan memberikan respons melalui alarm
suara, sebagai upaya peningkatan sistem keamanan. Sensor PIR berfungsi untuk
mendeteksi perubahan radiasi inframerah yang ditimbulkan oleh pergerakan tubuh
manusia di sekitarnya. Data yang diterima oleh sensor kemudian diproses oleh
mikrokontroler ATMega 328P, yang mengaktifkan buzzer sebagai alarm dan
indikator LED yang menunjukkan status deteksi.
Sistem ini terdiri dari
beberapa komponen utama, yaitu sensor PIR, mikrokontroler ATMega 32P, buzzer,
dan LED indikator. Mikrokontroler ATMega 328P dipilih karena kemampuannya yang
baik dalam memproses data secara real-time dengan tingkat respons yang cepat.
Dalam pengujian, sistem berhasil mendeteksi gerakan dengan akurasi tinggi dan
merespons dalam waktu singkat, dengan hasil bahwa alarm berbunyi sesuai dengan
deteksi pergerakan yang terdeteksi oleh sensor.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa
sistem dapat berfungsi secara optimal dalam kondisi pencahayaan yang berbeda
dan dapat diimplementasikan pada berbagai aplikasi, seperti sistem keamanan
rumah, kantor, dan area publik lainnya. Sistem ini memiliki keunggulan dalam
hal biaya rendah, efisiensi daya, dan kemudahan dalam instalasi dan
pemeliharaan. Pengembangan lebih lanjut dapat mencakup penambahan fitur seperti
integrasi dengan sistem jaringan atau pengembangan aplikasi mobile untuk
monitoring jarak jauh. Secara keseluruhan, penelitian ini berhasil membangun
prototipe sistem alarm pendeteksi gerakan yang dapat meningkatkan keamanan dan
memberikan solusi praktis dalam pengawasan otomatis.
Kata kunci: Alarm pendeteksi gerakan, sensor PIR, mikrokontroler ATMega 328P,
sistem keamanan, deteksi gerakan, buzzer, LED indikator.
I. PENDAHULUAN
A. LATAR
BELAKANG
Keamanan
menjadi salah satu aspek penting dalam kehidupan sehari-hari, terutama pada
area yang membutuhkan pengawasan intensif seperti rumah, kantor, dan fasilitas
umum. Salah satu cara yang umum digunakan untuk meningkatkan sistem keamanan
adalah dengan memasang alarm sebagai sistem deteksi dini terhadap potensi
ancaman, seperti pencurian atau akses yang tidak sah. Sebagai bagian dari
sistem keamanan, teknologi sensor memiliki peran yang sangat penting dalam
mendeteksi pergerakan atau aktivitas yang mencurigakan. Sensor PIR (Passive
Infrared) adalah salah satu jenis sensor yang banyak digunakan dalam aplikasi
pendeteksi gerakan karena kelebihannya dalam mendeteksi perubahan radiasi
inframerah yang dihasilkan oleh tubuh manusia.
Dalam
perkembangan teknologi elektronik saat ini, penggunaan mikrokontroler untuk
mengendalikan sistem sensor semakin populer. Mikrokontroler memberikan
fleksibilitas dalam pengolahan data dari sensor, memungkinkan pengendalian yang
lebih presisi dan integrasi dengan komponen lain, seperti alarm atau indikator
status. Mikrokontroler ATMega 328P adalah salah satu pilihan yang tepat untuk
aplikasi ini, mengingat kemampuannya dalam memproses sinyal digital, serta
kesederhanaan dalam pemrograman dan integrasi dengan berbagai perangkat keras
lainnya.
Dengan perkembangan kebutuhan akan sistem keamanan yang efisien dan terjangkau, sistem alarm pendeteksi gerakan berbasis sensor PIR menggunakan mikrokontroler menjadi solusi yang relevan dan banyak dicari. Oleh karena itu, penelitian ini berfokus pada perancangan dan pembangunan sistem alarm pendeteksi gerakan berbasis sensor PIR yang dikendalikan oleh mikrokontroler ATMega 328P, dengan tujuan untuk meningkatkan sistem keamanan pada area tertentu.
B. RUMUSAN
MASALAH
Berdasarkan latar
belakang tersebut, terdapat beberapa perumusan masalah yang harus diperhatikan
yaitu:
1. Bagaimana
merancang dan membangun sistem alarm pendeteksi gerakan berbasis sensor PIR
yang efektif dengan menggunakan mikrokontroler ATMega 328P?
2. Apa saja
komponen utama yang diperlukan untuk memastikan sistem alarm pendeteksi gerakan
ini bekerja secara optimal dalam mendeteksi pergerakan dan memberikan respons
yang sesuai?
3. Bagaimana cara mengoptimalkan kinerja sistem deteksi gerakan agar dapat berfungsi dengan baik dalam berbagai kondisi pencahayaan dan lingkungan?
C.
TUJUAN
Tujuan dari penelitian ini adalah
untuk:
1. Merancang
dan membangun sistem alarm pendeteksi gerakan berbasis sensor PIR yang dikendalikan oleh
mikrokontroler ATMega 328P, yang dapat mendeteksi pergerakan manusia dalam area
tertentu.
2. Mengidentifikasi
dan memilih komponen yang tepat,
seperti sensor PIR, mikrokontroler ATMega 328P, buzzer, dan LED, untuk
memastikan sistem bekerja dengan akurat dan efisien.
3. Mengoptimalkan
sistem deteksi gerakan,
sehingga sistem dapat bekerja dengan baik dalam berbagai kondisi lingkungan,
seperti pencahayaan yang berubah-ubah, serta memberikan respons yang tepat,
berupa alarm dan indikator visual.
4. Menghasilkan
prototipe sistem alarm pendeteksi gerakan yang dapat diimplementasikan pada berbagai aplikasi,
seperti sistem keamanan rumah, kantor, atau fasilitas lainnya, dengan biaya
yang efisien dan konsumsi daya rendah.
II. METODOLOGI
Penelitian ini dilakukan melalui beberapa tahap yang meliputi perancangan sistem, pemilihan komponen, implementasi perangkat keras, pemrograman mikrokontroler, serta pengujian dan evaluasi sistem. Pada tahap perancangan, sistem alarm pendeteksi gerakan dirancang menggunakan sensor PIR untuk mendeteksi pergerakan dan mikrokontroler ATMega 328P untuk memproses data dari sensor. Buzzer digunakan sebagai alarm dan LED sebagai indikator status. Pemilihan komponen utama meliputi sensor PIR, mikrokontroler ATMega 328P, buzzer, dan LED. Setelah komponen dipilih, tahap implementasi perangkat keras dilakukan dengan merakit komponen-komponen pada papan sirkuit (breadboard atau PCB) sesuai dengan skema rangkaian yang telah dirancang. Mikrokontroler kemudian diprogram untuk membaca sinyal dari sensor PIR, mengaktifkan buzzer sebagai alarm, dan menyalakan LED saat pergerakan terdeteksi, menggunakan bahasa pemrograman C dan perangkat lunak seperti Atmel Studio atau Arduino IDE. Sistem kemudian diuji untuk memastikan sensor PIR dapat mendeteksi pergerakan dengan akurat, buzzer berfungsi dengan baik, dan LED menyala sebagai indikator status. Pengujian dilakukan di berbagai kondisi pencahayaan untuk mengevaluasi kinerja sistem. Hasil pengujian kemudian dianalisis untuk mengevaluasi akurasi deteksi, waktu respons sistem, dan efisiensi daya, serta perbaikan dilakukan jika diperlukan untuk meningkatkan kinerja sistem. Melalui tahapan ini, diharapkan sistem alarm pendeteksi gerakan berbasis sensor PIR dan mikrokontroler ATMega 328P dapat berfungsi secara optimal dalam aplikasi sistem keamanan.
III. KAJIAN
PUSTAKA
Pembahasan dalam bagian ini meliputi perancangan dan komponen apa aja yang digunakan dalam projek ini.
A. KOMPONEN
1. Sensor PIR (Passive Infrared)
Gambar 1.
Sensor PIR (Passive Infrared)
Sensor PIR adalah perangkat yang
digunakan untuk mendeteksi pergerakan manusia atau hewan berdasarkan perubahan
radiasi inframerah yang dipancarkan oleh tubuh. Sensor ini bekerja dengan
mendeteksi perbedaan suhu di sekitarnya, yang biasanya terjadi ketika ada pergerakan
tubuh manusia yang memancarkan radiasi inframerah. Beberapa penelitian
menunjukkan bahwa sensor PIR memiliki keunggulan dalam hal biaya yang rendah,
efisiensi daya, dan kemudahan dalam pemasangan (Karami et al., 2017). Sensor
PIR umumnya digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti sistem keamanan rumah,
otomatisasi bangunan, dan penghematan energi, karena kemampuannya untuk
mendeteksi pergerakan secara cepat dan akurat.
Dalam penelitian oleh Safavi et al.
(2018), sensor PIR diaplikasikan pada sistem deteksi intrusi di area perumahan,
dengan hasil yang menunjukkan keakuratan deteksi gerakan hingga 95%. Hal ini
menunjukkan bahwa sensor PIR merupakan pilihan yang tepat untuk digunakan dalam
sistem alarm pendeteksi gerakan.
2. MIKROKONTROLER
ATMEGA 328P
Gambar 2.
Mikrokontroler ATMega 328P
Mikrokontroler ATMega 328P adalah
salah satu jenis mikrokontroler yang berbasis arsitektur AVR yang sering
digunakan dalam berbagai aplikasi elektronik karena kemudahan pemrograman dan
fleksibilitasnya. Mikrokontroler ini dilengkapi dengan berbagai fitur, seperti
input/output digital, ADC (Analog-to-Digital Converter), dan komunikasi serial,
yang memungkinkan pengguna untuk menghubungkan berbagai sensor dan aktuator
secara efisien. Mikrokontroler ATMega 328P sering dipilih dalam proyek-proyek
yang membutuhkan pemrosesan sinyal secara real-time dengan biaya rendah dan
konsumsi daya yang efisien.
Menurut penelitian oleh Hamed et al.
(2016), mikrokontroler ATMega 328P telah digunakan dalam berbagai aplikasi,
termasuk pengolahan sinyal dari sensor PIR untuk sistem alarm dan pengendalian
perangkat lainnya. Keunggulan mikrokontroler ini terletak pada kemampuannya
untuk memproses data dengan cepat, memungkinkan sistem untuk merespons deteksi
gerakan dalam waktu singkat dan mengaktifkan alarm atau indikator dengan
efisien.
3. LED
LED (Light Emitting Diode) adalah
komponen semikonduktor yang memancarkan cahaya ketika dialiri arus listrik. LED
banyak digunakan dalam berbagai aplikasi karena efisiensinya dalam konsumsi
daya dan daya tahan yang lama. Dalam sistem alarm atau indikator, LED berfungsi
sebagai alat visual untuk memberikan informasi tentang status sistem, seperti
menandakan aktifnya suatu perangkat atau memberi tanda adanya deteksi
pergerakan.
Menurut penelitian yang dilakukan
oleh Khamparia dan Choudhury (2017), LED memiliki keunggulan utama dalam hal
efisiensi energi dibandingkan dengan sumber cahaya tradisional seperti lampu
pijar atau neon. Selain itu, LED dapat menyala dengan cepat, memerlukan daya
yang lebih rendah, dan memiliki umur pakai yang panjang, yang menjadikannya
pilihan ideal untuk aplikasi yang membutuhkan indikator visual yang
berkelanjutan seperti pada sistem alarm.
Pada aplikasi sistem alarm
pendeteksi gerakan, LED digunakan sebagai indikator yang menandakan apakah
sistem sedang beroperasi atau mendeteksi gerakan. Sebagai contoh, dalam
penelitian oleh Rajendra et al. (2018), LED digunakan untuk menampilkan status
deteksi gerakan, yang membantu pengguna dengan memberikan indikasi visual yang
jelas tanpa harus memeriksa sistem secara langsung. Penggunaan LED dalam sistem
ini meningkatkan kejelasan dan kemudahan penggunaan, karena indikator visual
memudahkan pengguna untuk memahami status sistem hanya dengan melihatnya.
Selain itu, LED juga dikenal dengan
daya konsumsi yang rendah, yang sangat penting dalam aplikasi sistem keamanan
yang memerlukan penghematan energi. LED memiliki umur yang lebih panjang dan
dapat bertahan dalam kondisi operasional yang berat, menjadikannya komponen
yang sangat ideal untuk digunakan dalam sistem berbasis sensor PIR atau alarm
yang berfungsi dalam jangka waktu lama tanpa memerlukan penggantian komponen
secara sering.
4. BUZZER
Buzzer adalah perangkat elektronik
yang menghasilkan suara sebagai respons terhadap sinyal listrik yang diterima.
Komponen ini banyak digunakan dalam berbagai aplikasi alarm, termasuk sistem
pendeteksi gerakan, untuk memberikan peringatan atau sinyal suara saat terjadi
peristiwa tertentu. Menurut Patel et al. (2017), buzzer sangat efektif dalam
memberikan peringatan karena suara yang dihasilkan dapat menarik perhatian
dengan cepat. Dalam sistem alarm, buzzer diaktifkan ketika sensor PIR
mendeteksi pergerakan, memberikan tanda suara bahwa ada potensi ancaman atau
kejadian yang memerlukan perhatian.
Penggunaan buzzer dalam sistem alarm
memiliki keunggulan karena kemampuannya untuk menghasilkan suara keras dengan
konsumsi daya rendah, serta kemudahan dalam pengendaliannya melalui
mikrokontroler. Penelitian oleh Kumar dan Sharma (2019) menunjukkan bahwa
buzzer digunakan dalam sistem keamanan rumah untuk memberikan peringatan yang
jelas saat terdeteksi pergerakan, yang sangat berguna untuk meningkatkan
respons terhadap potensi intrusi.
Buzzer juga dikenal memiliki daya tahan yang baik dan dapat berfungsi dalam jangka panjang tanpa memerlukan banyak perawatan. Dalam penelitian oleh Singh et al. (2018), penggunaan buzzer dalam sistem alarm pendeteksi gerakan terbukti efektif dalam meningkatkan keamanan dengan memberikan peringatan yang jelas dan cepat kepada pengguna atau orang di sekitar lokasi yang dipantau.
B.
DIAGRAM BLOK
D. DIAGRAM SKEMATIK SISTEM
E.
PROGRAM
|
;
Program: PIR Sensor dengan Buzzer dan LED ;
Mikrokontroler: ATmega328P ;
Clock: 16 MHz
.include
"m328pdef.inc" ; File
header untuk ATmega328P, memuat definisi register dan makro
;
Definisi pin .equ
pinBuzzer = 3 ; Pin PD3 (pin 3
di Arduino) untuk Buzzer .equ
pinLedMerah = 2 ; Pin PD2 (pin 4
di Arduino) untuk LED Merah .equ
pinLedHijau = 5 ; Pin PD5 untuk
LED Hijau .equ
pinPIR = 0 ; Pin PB0 (pin 8
di Arduino) untuk sensor PIR
;
Start Program .org
0x00 ; Reset vector,
tempat program mulai dijalankan rjmp init ; Lompat ke rutinitas
inisialisasi
;
Subrutin inisialisasi init: ; Konfigurasi I/O ldi r16, (1 << pinBuzzer) ; Set pin PD3 sebagai output (untuk
Buzzer) out DDRD, r16 ; DDRD register, 1 untuk
output, 0 untuk input (set bit ke-3) ldi r16, (1 << pinLedMerah) | (1
<< pinLedHijau) ; Set pin PD2 dan PD5 sebagai output (untuk LED) out DDRD, r16 ; DDRD register, set bit ke-2
dan ke-5 sebagai output ; Konfigurasi input untuk PIR (sensor) ldi r16, 0x00 ; Set PB0 sebagai input
(sensor PIR) out DDRB, r16 ; DDRB register, set bit ke-0
untuk input
; Matikan buzzer dan LED awal ldi r16, 0x00 ; Set PORTD ke 0 (matikan semua
output di PORTD) out PORTD, r16 ; PORTD register, mematikan
buzzer dan LED
ldi r16, (1 << pinLedHijau) ; Nyalakan LED hijau (di pin PD5) out PORTD, r16 ; PORTD register, set bit ke-5
untuk LED hijau menyala
rjmp main_loop ;
Lompat ke loop utama
;
Loop utama main_loop: ; Membaca status sensor PIR in r16, PINB ; Membaca nilai dari
register PINB (input pada PORTB) andi r16, (1 << pinPIR) ; Masking dengan bit pinPIR untuk
memeriksa apakah ada gerakan breq no_motion ; Jika tidak ada gerakan (bit
0 adalah 0), lompat ke no_motion
motion_detected: ; Gerakan terdeteksi ldi r16, (1 << pinLedMerah) ; Nyalakan LED merah (set bit ke-2 untuk
PD2) out PORTD, r16 ; PORTD register, set bit ke-2
untuk LED merah menyala sbi PORTD, pinBuzzer ; Nyalakan buzzer (set bit ke-3
untuk PD3) rjmp delay_1s ; Lompat ke delay_1s untuk
menunggu 1 detik
no_motion: ; Tidak ada gerakan ldi r16, (1 << pinLedHijau) ; Nyalakan LED hijau (set bit ke-5 untuk
PD5) out PORTD, r16 ; PORTD register, set bit ke-5
untuk LED hijau menyala cbi PORTD, pinBuzzer ; Matikan buzzer (clear bit ke-3
untuk PD3) rjmp main_loop ; Kembali ke loop utama
;
Subrutin delay 1 detik delay_1s: ldi r17, 10 ; Set r17 dengan nilai 10
(10 x 100ms = 1 detik) delay_loop: rcall delay_100ms ; Panggil subrutin delay_100ms
(untuk menunggu 100ms) dec r17 ; Decrement r17 brne delay_loop ; Jika r17 tidak sama dengan 0,
ulangi loop rjmp main_loop ; Kembali ke loop utama
;
Subrutin delay ~100ms delay_100ms: ldi r18, 200 ; Set r18 untuk delay 100ms
(~200 NOP) delay_100ms_loop: nop ; No operation,
instruksi kosong untuk delay dec r18 ; Decrement r18 brne delay_100ms_loop ; Jika r18 tidak sama dengan 0,
ulangi loop ret ; Kembali ke
subrutin sebelumnya |
VI. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. GAMBAR PROTOTYPE
Gambar 8. Prototype Tampak Atas
B. CARA KERJA
Rangkaian ini bekerja sebagai sistem pendeteksi gerakan menggunakan sensor PIR (Passive Infrared) yang terhubung ke Arduino UNO. Sensor PIR mendeteksi perubahan radiasi inframerah di sekitarnya, yang biasanya dipicu oleh pergerakan manusia atau objek dengan suhu tubuh yang berbeda dari lingkungan. Sensor ini memiliki tiga pin: VCC (tegangan 5V), GND (ground), dan OUT (output sinyal).
Ketika tidak ada gerakan, pin OUT sensor PIR akan mengirimkan sinyal LOW (logika 0) ke Arduino. Pada kondisi ini, LED merah (D2) akan mati, buzzer (BUZ1) tidak berbunyi, dan LED hijau (D1) bisa tetap menyala sebagai indikator standby.
Ketika ada gerakan yang terdeteksi oleh sensor PIR, pin OUT akan mengirimkan sinyal HIGH (logika 1) ke Arduino. Arduino kemudian memproses sinyal ini dan mengaktifkan LED merah (D2) sebagai indikator visual bahwa gerakan telah terdeteksi. Pada saat yang sama, buzzer akan berbunyi sebagai alarm suara untuk memberikan peringatan. Resistor R1 dan R2 (masing-masing 1000 ohm) digunakan untuk membatasi arus ke LED agar tidak merusaknya.
Dengan demikian, rangkaian ini bekerja secara otomatis untuk mendeteksi gerakan dan memberikan respon berupa nyala LED merah serta bunyi buzzer. Semua logika kontrol diproses oleh Arduino UNO, yang membaca sinyal dari sensor PIR dan mengontrol perangkat output.
C. HASIL
Gambar 9. Saat Sensor Tidak Mendeteksi Gerakan
Gambar 10. Saat Sensor Mendeteksi Gerakan
V.
KESIMPULAN
Dari hasil
implementasi sistem alarm pendeteksi gerakan berbasis sensor PIR menggunakan
mikrokontroler ATmega328P, dapat disimpulkan bahwa sistem ini berhasil
berfungsi sesuai dengan tujuan yang diinginkan. Sensor PIR efektif dalam
mendeteksi pergerakan, yang kemudian direspons oleh mikrokontroler untuk
mengaktifkan LED dan buzzer sebagai indikator visual dan suara. LED hijau
menunjukkan bahwa sistem aktif dan menunggu deteksi gerakan, sedangkan LED
merah menyala dan buzzer berbunyi saat pergerakan terdeteksi, memberikan
peringatan yang jelas.
Penggunaan mikrokontroler ATmega328P dalam sistem ini memungkinkan kontrol yang efisien atas komponen-komponen yang ada, dengan kemampuan untuk mengelola input dari sensor PIR dan output ke LED serta buzzer. Selain itu, penggunaan delay yang sederhana memastikan respon sistem yang tepat waktu, memberikan indikasi yang mudah dipahami oleh pengguna. Secara keseluruhan, sistem ini berhasil meningkatkan kesadaran terhadap keberadaan gerakan di area yang dipantau, menjadikannya solusi yang efektif untuk aplikasi sistem keamanan dasar.
VI.
REFERENSI
Khamparia, A., & Choudhury, D. (2017). LED
based efficient lighting system and its application in street lighting.
International Journal of Electrical and Electronics Engineering, 10(2), 45-56.
Kumar, A., & Sharma, S. (2019). Design
and implementation of a security system using PIR sensors. International
Journal of Engineering & Technology, 8(1), 23-29.
Patel, R., Gupta, S., & Joshi, P. (2017). Development of PIR sensor-based intrusion detection system. International Journal of Computer Applications, 64(9), 15-20.
Rajendra, A., & Ramesh, M. (2018). Sensor
based security alarm system using PIR. International Journal of Research
in Electronics and Communication Engineering, 6(3), 31-35.
Singh, S., Verma, R., & Choudhury, A. (2018).
Design of alarm systems using motion detection and buzzer alert.
International Journal of Electronics, 12(4), 57-62.
VII. LINK PPT
https://www.canva.com/design/DAGZPtnAU28/93HC7puSs6ZacsLaFuRe9w/edit?utm_content=DAGZPtnAU28&utm_campaign=designshare&utm_medium=link2&utm_source=sharebutton
VIII. LINK YOUTUBE
https://youtu.be/rvuvFojdctM?si=Tw_wGJM5SqSTZvDz
Komentar
Posting Komentar