Sekarang telah banyak alat pengendali lampu listrik jarak jauh menggunakan remote dengan media infra merah maupun gelombang, namun masih jarang yang dapat mengendalikan peralatan lampu listrik jika berada di tempat yang jauh dengan memanfaatkan fasilitas provider GSM. Maka perancangan pengendalian lampu listrik jarak jauh ini mencoba menggunakan fasilitas SMS pada telepon seluler, yang diharapkan dapat mengendalikan dan memantau peralatan lampu listrik dari jarak jauh dari daerah manapun asal masih terjangkau sinyal operator GSM.

• Diagram Kotak Perangkat Keras

Sistem kendali lampu dengan media SMS ini, dirancang berdasarkan berbasis mikrokontroler AT89S51. Gambar menunjukkan blok diagram dari alat ini.

Blok diagram sistem

Pada Gambar ditunjukkan diagram kotak sistem secara keseluruhan. HP Siemens M35 digunakan sebagai Gateway SMS. HP dengan mikrokontroler terhubung dengan menggunakan kabel data yang memanfaatkan komunikasi serial RS232. Jenis komunikasi yang digunakan adalah model UART.

Mikrokontroler mempunyai peran sebagai basis sistem. Mikrokontroler akan membaca dan berkomunikasi dengan HP, kemudian mengendalikan lampu dengan bantuan driver relai, serta membaca sensor yang telah dilewatkan sebuah komparator.

Driver dipasang bertujuan untuk mengendalikan lampu yang bekerja pada tegangan AC/220V. Hal ini mutlak diperlukan karena mikrokontroler hanya bekerja pada level tegangan TTL dan CMOS, sehingga tidak mampu secara langsung mengendalikan lampu.

Sensor yang berupa fototransistor digunakan untuk mengubah kondisi cahaya ke dalam besaran listrik. Agar sensor yang bersifat analog mampu dibaca oleh mikrokontroler yang bersifat digital sehingga perlu dipasang sebuah komparator. Komparator ini bertugas untuk membandingkan kondisi sensor yang masuk ke pin (+) op-amp dengan tegangan referensi pada pin (-) op-amp ketika gelap atau terang dan mengubahnya menjadi logika digital pada pin output-nya. Sedangkan gerbang not 74LS14 yang mempunyai kemampuan trigger pulsa masukan dan pada data sheet keluaran dari IC ini sudah standar TTL sehingga dapat langsung dihubungkan dengan mikrokontroler. Gerbang not 74LS14 juga digunakan untuk membalik keadaan tegangan input sehingga pada saat input high maka keluarannya akan bernilai low.

• Komunikasi mikrokontroler dan HP

Untuk berkomunikasi antara mikrokontroler dan HP diperlukan fasilitas komunikasi serial dengan model UART dengan kecepatan 19200bps untuk jenis HP Siemens M35. Kecepatan ini akan bervariasi tergantung dari jenis HP yang digunakan. Level tegangan yang digunakan adalah RS232. Sementara itu mikrokontroler hanya menyediakan fasilitas komunikasi serial UART dengan pin TX, dan Rx dengan level tegangan RS232. Untuk itu diperlukan sebuah sistem adapter yang mampu mengubah level tegangan TTL ke level RS232.

Pada HP Siemens M35 terdapat konektor untuk berkomunikasi dengan piranti luar. Biasanya konektor ini mampu diakses dengan kabel data serial. Umumnya kabel data sudah dilengkapi dengan konverter RS232 untuk itu mikrokontroler memerlukan piranti tambahan yaitu modul konverter dari TTL ke RS232. Pada Gambar disajikan skema rangkaian komunikasi serial RS232.

Komunikasi RS232

Untuk memenuhi standar komunikasi RS232 diperlukan IC konverter MAX232. IC ini diproduksi oleh Maxim dallas semiconductor. Pada IC ini sudah dilengkapi dengan sistem adapter RS232 sehingga tinggal menghubungkan pin T1IN dengan pin TXD dari mikrokontroler pada P3.1, dan menghubungkan pin R1IN dengan pin RXD dari mikrokontroler pada P3.0.

Pada bagian HP sebelum masuk ke terminal harus dikonversi dulu ke l

evel tegangan yang mampu diakses oleh Hand Phone. Umumnya pengkonversian ini sudah otomatis dilakukan oleh kabel data dari Hand Phone tersebut. Model koneksi kabel data untuk HP Siemens M35 di gambarkan pada Gambar

Model kabel data Hand Phone Siemens M35

Pada Gambar disajikan model koneksi kabel data yang kompatibel dengan PC. Pada Gambar disajikan koneksi pada HP Siemens M35. Pada konektor ini terdapat 2 pin sebagai jalur komunikasi. Pada koneksi Hand Phone Siemens M35, pin-pin yang ada harus dihubungkan sesuai dengan fungsi terminal masing-masing. Adapun fungsi masing-masing terminal disajikan pada tabel

Gambar Terminal port pada HP Siemens M35

Tabel Fungsi terminal HP Siemens M35

Sensor dan Komparator

Pada sistem aplikasi SMS untuk kendali lampu ini bersifat close loop. Untuk itu perlu dipasang sensor cahaya untuk memantau cahaya yang dihasilkan oleh lampu. Selain itu juga sensor cahaya juga akan memberikan interupsi atau sinyal pemberitahuan ke mikrokontroler.

Sensor ini menggunakan komponen utama fototransistor. Fototransistor adalah komponen peka cahaya yang bekerja sebagaimana transistor bekerja. Keluaran fototransistor dikuatkan oleh penguat pembanding atau yang biasa disebut sebagai komparator. Keluaran komparator dimasukkan ke sebuah masukan schmitt trigger sebelum diakses ke mikrokontroler. Maksud dari pemasangan schmitt trigger adalah, agar level tegangan keluarannya sesuai dengan level tegangan TTL. Gambar disajikan gambar sensor cahaya.

Gambar Sensor Cahaya

Cara kerja dari rangkaian ini adalah jika terkena cahaya maka fototransistor akan tertutup atau bertahanan kecil. Sehingga pada kaki komparator input non inverting akan bernilai rendah atau lebih rendah dari tegangan input inverting. Sehingga tegangan keluaran komparator akan rendah. Kemudian tegangan ini akan dibalik menjadi logika tinggi oleh inverting schmitt trigger 74LS14 sehingga akan menjadi logika 1. Jika tidak terkena cahaya maka nilai tahanan fototransistor akan tinggi, atau transistor hubung buka. Sehingga nilai input inverting akan lebih tinggi dari input non inverting. Hal ini akan menyebabkan keluaran komparator tinggi dan kemudian dibalik oleh schmitt trigger 74LS14 menjadi rendah.

Jadi pada saat terkena cahaya, ouput sensor akan tinggi, dan jika tidak terkena cahaya output sensor akan rendah. Potensiometer R2 berfungsi untuk mengatur besar tegangan pembanding atau tegangan referensi.

Driver Relai dan Beban

Mikrokontroler mampu mengeluarkan tegangan 0V dan 5V. Namun dalam kenyataannya tegangan ini tidak bisa digunakan secara langsung untuk menggerakkan beban. Hal ini disebabkan karena arus yang mampu dilewatkan oleh kaki-kaki mikrokontroler sangat kecil. Untuk itu perlu dipasang piranti yang mampu menguatkan arus, sehingga dapat digunakan untuk menggerakkan beban. Piranti ini biasa disebut dengan driver.

Rangkaian driver biasanya terdiri dari transistor-transistor daya. Tapi untuk beban berupa tegangan AC 220V perlu dipasang piranti saklar elektronis yaitu relai. Ironisnya mikrokontroler tidak mampu menggerakkan relai secara langsung, untuk itu perlu dipasang transistor. Pada Gambar disajikan driver untuk lampu AC 220V dengan kendali mikrokontroler.

Gambar Driver lampu

Pada rangkaian driver Gambar 3.7, digunakan transistor FCS9012 untuk menggerakkan transistor TIP 31. Hal ini dilakukan karena arus dari mikrokontroler terlalu kecil. Sementara itu transistor TIP 31 digunakan untuk menggerakkan relai. Cara kerja dari rangkaian ini adalah, jika diberikan logika low atau 0V dari port mikrokontroler, maka T1 PNP akan bekerja atau terhubung maka pada basis T2 NPN akan berlogika high, sehingga T2 NPN akan bekerja atau terhubung. Maka jika T2 terhubung relai akan mendapatkan suplai tegangan 12 Vdc. Setelah relai ON, maka pada titik NO (Normaly open) akan menutup dan akan terhubung dengan phase 220 VAC dan akan ada arus yang mengalir ke lampu 1 sehingga lampu 1 menyala.

Sebaliknya jika port mikrokontroler mengeluarkan logika high (1), keadaan ini akan membuat T1 PNP tidak akan bekerja dikarenakan transistor PNP aktif low, sehingga tidak ada arus yang mengalir ke pin basis T2 NPN dan tidak membuat relai bekerja. Dengan ini keluaran pada relai akan terhubung ke NC (Normally Close), sehingga lampu 1 tidak akan menyala karena tidak terhubung dengan tegangan phase 220 VAC. Resistor 1 dan resistor 2 ini adalah untuk pembatas arus basis transistor, besanya nilai resistor ini dapat dicari dengan cara matematis dengan cara melihat nilai HFE tiap-tiap transistor dari data sheet.

Gambar Rangkaian Keseluruhan

Pengendalian Jarak Jauh Menggunakan Telepon Seluler (Lanjutan)