Bias
Surya K, Nurul Huda
dan Seno Aji N , Teknik Elektronika,Politeknik
Negeri Semarang
Abstract
Berkembangnya teknologi seperti sekarang ini,
sistem keamanan dapat dilakukan dengan menggunakan alat elektronik sebagai
pengganti sistem keamanan konvensional. Alat keamanan pintu ini menggunakan
selenoid dan mengendalikannya dengan keyboard. Alat ini dirancang dengan
memanfaatkan mikrokontroller arduino uno sebagai pengendali utama, dimana
keyboard berfungsi sebagai alat input kode login dan password yang memberikan
perintah pada arduino untuk mengendalikan driver selenoid.
Alat ini bekerja ketika ada masukan kode dari
keyboard, jika pada keyboard ditekan enter maka lampu LED akan berkedip sekali
secara terus menerus. Kedipan tersebut dapat diartikan sebagai permintaan kode
login, jika kode login yang dimasukan benar maka LED akan berkedip 2 kali
secara terus menerus. Kedipan ini dapat diartikan sebagai permintaan kode
password, jika kode password yang dimasukan benar LED akan berhenti berkedip
dan akan menyala terus begitu juga elektrik strike akan “open”. Pintu akan
kembali mengunci setelah beberapa menit saat pintu terbuka.
Kata
kunci : arduino,
electrike strike, keyboad, driver.
The
development of today's technology, the security system can be done using
electronic means instead of a conventional security system. The door security
appliance uses solenoid and control it with the keyboard. This tool is designed
to utilize the Arduino Uno microcontroller as the main controller, which
functions as a keyboard input device IDs and passwords that provide command to
the Arduino to control the solenoid driver.
It works
when there is input from the keyboard code, if the enter key on the keyboard is
pressed then the LED light flashes continuously once. The flicker can be
interpreted as a demand for a login code, if the code is entered correctly
logged on then the LED will flash 2 times continuously. This flicker can be
interpreted as a demand for a password code, if the code is entered the
password correctly the LED will stop flashing and will continue to be so well
lit electric strike would be "open". Doors will re-lock after a few
minutes when the door opened.
Keyword
: arduino, electric strike, keyboard, driver.
I.
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pintu merupakan
alat yang sangat penting dalam suatu rumah, kantor dan ruangan. Sebab pintu
adalah lapis pertama untuk melindungi isi ruangan, karena hal tersebut yang harus
memiliki sistem keamanan pintu. Pintu memiliki bermacam model dalam jenis kunci
seperti kita ketahui pada zaman dahulu kunci bentuknya lubang kunci cukup besar
dan juga didukung oleh kuncinya yang cukup besar hal tersebut tidak luput juga
dari tindak kriminal seperti pengandaan kunci yang marak terjadi. Oleh karena
itu para ahli perancang kunci pintu merancang kunci pintu yang lubangnya kecil
dan juga banyak sekali sela- sela lobang pintu banyak batang- batang tembaga
atau besi untuk sistem keamanan pintu agar tidak dapat digandakan seperti model
yang dahulu. Para pelaku tindak kriminal memiliki cara untuk mengatasi tersebut
sehingga sangat sulit untuk melindungi rumah terutama pintu rumah.
Para ahli
perancang pintu membentuk rancangan pintu menggunakan kunci pintudengan
rangkaian elektronika yang banyak sekali kita jumpai disekitar rumah atau pun perusahan.
Sistem keamanan tersebut hanya dilindungi oleh password jika kita ingin memasuki
pintu kita harus mengetahui passwordnya terlebih dahulu.
Berdasarkan
permasalahan tersebut, maka dirancang suatu alat yang dilengkapi dengan login
dan password dari keyboard untuk membuka pintu (elektrik strike).
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan
permasalahan yang terdapt pada latar belakang, disusun rumusan masalah sebagai
berikut:
1) Bagaimana
merancang alat pengaman pintu dengan login dan password ?
2) Bagaimana
menggunakan keyboard untuk membuka elektrik strike ?
3) Bagaimana merancang sistem antarmuka
antara Atmega Uno dengan keyboard dan elektrik strike?
1.3 Ruang Lingkup
Berdasarkan
rumusan masalah diatas, agar pembahasan terfokus pada pokok pembahasan maka
masalah yang akan dibahas pada alat ini adalah sebagai berikut :
1)
Masukan pada keyboard berupa login dan password.
2)
Kode yang dimasukan melalui keyboard lebih dari
satu.
3)
Password hanya bisa diganti melalui program.
1.4 Tujuan
Tujuan
dari pembuatan alat ini adalah merancang dan membuat suatu alat pengaman pintu dengan password dan login dari
keyboard untuk membuka pintu sehingga akan membantu mengamankan rumah dari
tindak kriminal.
II.
TINJAUAN PUSTAKA
Penjelasan dan uraian
teori penunjang yang digunakan dalam membuat alat ini diperlukan untuk
mempermudah pemahaman tentang cara kerja rangkaian maupun dasar-dasar
perencanaan pembuatan alat. Teori – teori yang akan dijelaskan dalam bab ini
meliputi Arduino Uno, keyboard, dan elektrik strike.
2.1 Arduino
Uno R3
Arduino UNO
adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328 (datasheet).
Arduino UNO mempunyai 14 pin digital masukan/keluaran (6 di antaranya dapat
digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz,
sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuat tombol
reset. Arduino UNO memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler,
mudah menghubungkannya ke sebuah computer dengan sebuah kabel USB atau
mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai untuk
memulainya.
Gambar 2.1 Arduino Uno
Sumber :http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno
Setiap 14 pin
digital pada Arduino Uno dapat digunakan sebagai masukan dan keluaran,
menggunakan fungsi pinMode(),
digitalWrite(), dan digitalRead().
Fungsi-fungsi tersebut beroperasi di tegangan 5 Volt. Setiap pin dapat
memberikan atau menerima suatu arus maksimum 40 mA dan mempunyai sebuah
resistor pull-up (terputus secara default) 20-50k Ohm. Selain itu, beberapa pin
mempunyai fungsi-fungsi spesial:
§ Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX)
dan memancarkan (TX) serial data TTL (Transistor-Transistor Logic). Kedua pin
ini dihubungkan ke pin-pin yang sesuai dari chip Serial Atmega8U2 USB-ke-TTL.
§ External Interrupts: 2 dan 3. Pin-pin ini dapat
dikonfigurasikan untuk dipicu sebuah interrupt (gangguan) pada sebuah nilai
rendah, suatu kenaikan atau penurunan yang besar, atau suatu perubahan nilai. Lihat
fungsi attachInterrupt()
untuk lebih jelasnya.
§ PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Memberikan 8-bit PWM output
dengan fungsi analogWrite().
§ SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin-pin ini
mensupport komunikasi SPI menggunakan SPI library.
§ LED: 13. Ada sebuah LED yang terpasang, terhubung ke pin
digital 13. Ketika pin bernilai HIGH LED menyala, ketika pin bernilai LOW LED
mati.
Arduino UNO mempunyai 6 input
analog, diberi label A0 sampai A5, setiapnya memberikan 10 bit resolusi
(contohnya 1024 nilai yang berbeda). Secara default, 6 input analog tersebut
mengukur dari ground sampai tegangan 5 Volt, dengan itu mungkin untuk mengganti
batas atas dari rangenya dengan menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference(). Di
sisi lain, beberapa pin mempunyai fungsi spesial:
§ TWI: pin A4 atau SDA dan pin A5 atau SCL. Mensupport
komunikasi TWI dengan menggunakan Wire
library
Ada sepasang pin lainnya pada
board:
§ AREF. Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan
dengan analogReference().
§
Reset. Membawa
saluran ini LOW untuk mereset mikrokontroler. Secara khusus, digunakan untuk
menambahkan sebuah tombol reset untuk melindungi yang memblock sesuatu pada
board.
2.2 Keyboard
Keyboard
adalah Alat input yang digunakan untuk mengetik informasi ke dalam komputer dan
menjalankan berbagai intruksi atau perintah ke dalam komputer.
Sebuah
keyboard seperti miniatur komputer. keyboard mempunyai prosesor sendiri dan
rangkaian sirkuit yang membawa informasi menuju dan dari prosesor tersebut.
Bagian terbesar dari rangkaian keyboard berupa “key matrix”. “key matrix”
adalah sebuah kisi rangkaian dibawah tombol-tombol keyboard. Di dalam keyboard,
tiap rangkaiannya terputus (seperti saklar) pada titik dibawah tiap tombol.
Ketika kita menekan sebuah tombol, tombol tersebut menekan sebuah saklar,
menjadikan rangkaian tersambung dan mengalirkan arus listrik melaluinya. Jika
kita lama pada tombol, prosesor mengenalinya sama dengan menekan tombol
tersebut berulang-ulang.
Ketika
prosesor menemukan rangkaian tertutup (tersambung karena adanya penekanan
tombol), maka prosesor akan membandingkan lokasi yang rangkaian tertutup
tersebut dengan peta karakter yang tersimpan dalam ROM (read only memory)
keyboard. Peta karakter pada dasar nya adalah tabel daftar karakter yaitu
daftar posisi tiap-tiap tombol atau kombinasi tombol beserta karakter yang
direpresentasikannya. Sebagai contoh, peta karakter memberitahu prosesor bahwa
menekan tombol “a” sendirian menghasilkan huruf kecil “a”, tetapi tombol Shift
bersama tombol “a” bersama-sama akan menghasilkan huruf kapital “A”.
2.3 Elektrik Strike
Electric
strike merupakan sebuah alat penguncian elektrik dengan lacthing solenoid
sebagai perangkat utamanya. Lacthing solenoid adalah sebuah pengunci yang
terdiri dari kumparan kawat berbentuk tabung panjang dengan lilitan yang sangat
rapat . Sebuah kawat dibentuk seperti spiral yang selanjutnya disebut kumparan
, apabila dialirkan arus listrik maka akan berfungsi seperti magnet batang.
Kunci
Electric Strike beroperasi dengan mengirimkan arus listrik kepada solenoida
untuk melepaskan dan membuka pintu atau sebaliknya tergantung dari arus listrik
yang dialirkan.Electric Strike dapat dipasangkan dengan satu set kunci remote
control yang menggunakan teknologi radio frekuensi untuk kartu atau akses
kontrol sidik jari /fingerspot akses kontrol. Electric Strike dalam instalasi
terbagi menjadi dua konfigurasi dasar:
Ø Fail secure (Normaly
open)
Dalam
konfigurasi ini, akan terbuka saat kunci dialirkan arus listrik. Kunci ini akan
tetap terkunci dalam apabila tidak ada arus listrik.
Ø Fail safe (normaly
close)
Dalam
konfigurasi ini, beroperasi sama seperti kunci magnetik akan terbuka saat kunci
tidak ada aliran arus listrik. Jika ada listrik, pintu akan terbuka hanya
dengan menjadi mendorong / membuka.
III.
PERANGKAT ALAT
Bab ini membahas tentang
perancangan dan pembuatan alat pengukuran tegangan dengan keluaran suara. Pada
perancangan system ini meliputi perancangan perangkat lunak (software), dan
perangkat keras (hardware). Meliputi perancangan pada arduino dengan antarmuka keyboard dan elektrik
strike dengan
menggunakan bahasa C dengan compiler Arduino cc.
3.1 Penentuan
Spesifikasi Alat
Spesifikasi alat ditetapkan terlebih
dahulu sebagai acuan dalam perancangan. Spesifikasi alat yang direncanakan
adalah sebagai berikut :
1)
Alat ini menggunakan keyboard PS/2 sebagai
masukan kode.
2)
Alat ini menggunakan 2 kode, yaitu : kode
login dan kode password.
3)
Mikrokontroler yang digunakan adalah Arduino Uno R3.
4)
Untuk mengubah kode login dan password harus melalui IDE
arduino.
5)
Alat ini menggunakan elektrik strike sebagai
kunci pada pintu.
3.2
Perancangan Diagram Blok
Diagram blok
sistem merupakan salah satu bagian terpenting dalam perancangan dan pembuatan
alat ini, karena dari diagram blok dapat diketahui prinsip kerja keseluruhan
rangkaian. Tujuan lain diagram blok ini adalah memudahkan proses perancangan
dan pembuatan pada masing-masing bagian, sehingga akan terbentuk suatu sistem
yang sesuai dengan perancangan sebelumnya. Diagram blok sistem ditunjukan pada gambar dibawah :
Keterangan :
Ø Keyboard PS/2 difungsikan sebagai alat untuk memasukan
kode login dan kode keyboard.
Ø Mikrokontroller arduino uno berfungsi sebagai pusat
pengolah data atau dapat dikatakan sebagai CPU, yang mana tugasnya mengelola
semua data yang masuk dan data yang keluar.
Ø Driver merupakan rangkaian elektronik dimana fungsinya
sebagai penyangga output untuk input yang kecil.
Ø Elektrik strike mempunyai prinsip kerja yang hampir sama
dengan selenoid, dimana didalam elektrike strike terdapat kawat yang dibentuk
spiral dan apabila dialiri arus listrik maka dapat berfungsi sebagai magnet
batang.
3.3 Prinsip
Kerja Alat
Alat ini
menggunakan keyboard sebagai masukan kode login dan password. Saat alat pertama
kali dijalankan LED pada keadaan meti dan elektrik strike pada kondisi close.
Jika ditekan tombol “ENTER” pada keyboard LED akan berkedip sekali secara terus
menerus, yang artinya alat tersebut meminta masukan kode login. Jika kode login
yang dimasukan benar maka LED akan berkedip 2 kali secara terus menerus, yang
artinya alat tersebut meminta masukan password. Jika password yang dimasukan
benar maka LED akan menyala terus dan elektrik strike akan open. Setelah
beberapa menit berlangsung maka LED akan kembali berkedip 1 kali secara terus
menerus dan elektrike strike akan kembali close.
3.4
Perancangan Perangkat Keras
Perancangan
perangkat keras untuk mendeteksi
tegangan membutuhkan rangkaian catu daya sebagai sumber aduino maupun sumber
untuk driver elektrike strike., rangkaian masukan berupa conektor PS/2 dan
rangkaian keluaran berupa driver elektrik strike.
3.4.1
Rangkaian masukan
Rangkaian masukan
ini terdiri dari papan yang berletakan socket Mini DIN 6 pin, resistor, dan kapasitor.
Socket mini DIN 6 pin adalah socket untuk keyboard PS/2, berikut gambarnya :
Resistor pada rangkaian input berfungsi
sebagai pull – up. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar dibawah :
3.4.2 Rangkaian Keluaran
Dalam
merancang rangkaian keluaran pada alat ini ada hal yang perlu diperhatikan,
diantaranya memilih rangkaian driver yang sesuai dengan output. Disini kita
menggunakan driver on/off dengan IC ULN2003.
Kita memilih ULN2003 karena output yang akan di driver hanya mengkonsumsi
arus sekitar 400mA sedangkan untuk ULN2003 mampu mendriver arus sebesar 500mA
per satu bagian. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar dibawah :
3.5 Perancangan Perangkat Lunak
Perangkat
lunak ini berfungsi untuk mengatur kinerja keseluruhan dari sistem yang terdiri
dari beberapa perangkat keras sehingga sistem ini dapat bekerja dengan baik.
Perangkat lunak yang dirancang dengan menggunakan arduino cc. Untuk memberikan
gambaran umum jalannya program dan memudahkan pembuatan perangkat lunak, maka
dibuat diagram alir yang menunjukan jalannya program. Diagram alir program
utama ditunjukan pada gambar dibawah :
Gambar
3.5. Diagram alir utama
Cara kerja sistem berdasarkan flow chart diatas adalah saat program
pertama kali dialankan arduino akan melakukan inisialisasi masukan dan keluaran.
setelah itu arduino akan membaca data dari keyboard kemudian membandingkannya.
Jika data yang masuk tidak sama dengan data tombol “ENTER” maka arduino akan
membaca data dari keyboard. Jika data yang masuk sama dengan data tombol
“ENTER” maka LED kedip 1X. Setelah itu arduino akan kembali membaca data dari
keyboard dan kembali membandingkannya dengan kode login. Jika data yang
dibandingkan sama dengan kode login maka LED akan kedip 2X dan jika data yang
dibandingkan tidak sama dengan kode login LED akan kembali berkedip 1X. Setelah
memasukan kode login, arduino akan kembali membaca keyboard dan membandingkan
data yang masuk dari keyboard. Jika data yang masuk sama dengan kode password
maka LED akan menyala dan elektrike strike akan open. Jjika data yang
dibandingkan tidak sama dengan kode password maka LED akan kembali berkedip 2X.
Setelah elektrike strik open arduino akan mulai mencatat waktu dan
membandingkannya dengan waktu referensi. Jika waktu yang dicatat kurang dari
waktu referensi maka elektrik strike akan tetap open dan jika waktu yang
dicatat lebih dari sama dengan waktu referensi maka elektrik strike akan
menutup, LED akan menyala dan arduino akan kembali membaca keyboard. Begitu
seterusnya.
IV PENGUJIAN DAN ANALISIS
Dalam bab ini
membahas pengujian dan analisis alat yang telah dirancang dari peralatan yang
telah dibuat. Pengujian dilakukan dengan pengukuran tiap-tiap blok dengan
tujuan mengamati apakah blok-blok tersebut bekerja sesuai dengan yang
diharapkan. Pengujian ini dilakukan berdasarkan pada masing-masing rangkaian
pendukung secara keseluruhan. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian
terhadap:
1)
Pengujian
rangkaian masukan
2)
Pengujian
rangkaian driver
3)
Pengujian
sistem secara keseluruhan
4.1 Pengujian Rangkaian Masukan
Pengujian ini
bertujuan untuk mengetahui rangkaian masukan dapat berkerja dengan baik sesuai perancangan dan hasil yang diharapkan sesuai keadaan yang
telah direncanakan. Berikut adalah diagram blok dari sistem pengujian rangkaian
masukan :
Gambar 4.1 diagram blok pengujian rangkaian masukan
Dari hasil
pengujian diharapkan arduino dapat membaca data dari keyboard saat tombol
ditekan dan kembali dilepas. Data yang dibaca dari keyboard akan ditampilkan di
serial monitor untuk mengetahui berapa nilai data dari keyboard yang dibaca
arduino.
4.2 Pengujian Rangkaian Driver
Pengujian
rangkaian driver ini bertujuan untuk mengetahui tiap pin masukan keluaran pada
IC ULN2003 pada rangkaian driver dapat berkerja dengan baik. Berikut adalah
diagram blok dari sistem pengujian rangkaian driver :
Dari hasil
pengujian ini diharapkan driver dapat mengkontrol elektrike strike. Rangkaian
Driver ini diharapkan akan berkerja jika
diberi logic “0” dan jika diberi logic “1” driver ini tidak akan berkerja.
4.3 Pengujian Sistem Secara Keseluruhan
Pengujian
sistem secara keseluruhan ini bertujuan untuk membuktikan, apakah pengujian
dari setiap blok diatas dapat menjadi suatu sistem yang diharapkan. Dengan
pengujian ini, juga dapat diketahui apakah alat yang dirancang telah bekerja
sesuai dengan prinsip kerja yang telah direncanakan pada awal perancangan
sistem. Pengujian dilakukan dengan merangkaikan alat-alat seperti pada blok
diagram sistem, mengaktifkan semua alat yang telah dirakit, kemudian mengamati
kerja sistem.
V. PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan
hasil pengujian tiap blok dan pengujian sistem secara keseluruhan yang telah
dilakukan dalam bab IV, dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut :
1)
Data yang
dihasilkan keyboard tiap tombol berbeda – beda.
2)
Data keluaran
keyboard setiap tombol terdiri dari 2 data yaitu data saat ditekan dan data
saat dilepas.
3)
Rangkaian
driver akan berkerja ketika diberi logic “0” dan tidak akan berkerja jika
diberi logic “1”.
4)
IC ULN2003
terdiri dari 7 buah buffer dan setiap buffer mampu mengalirkan arus ±500mA.
5.2 Saran
Dalam
perancangan dan pembuatan alat ini masih terdapat kelemahan dan kekurangan dari
sistem. Saran – saran sangat diperluhkan untuk menunjang pengembangan dan
penyempurnaan alat ini. Saran – saran yang dibutuhkan sebagai berikut :
1) Alat ini mungkin bisa ditambahkan program untuk me-reset dan membuat kode login dan
password yang baru lewat keyboard.
DAFTAR PUSTAKA
NN. “PS/2 keyboard library”. Electronic project.
Diunduh 09 nopember 2013 21:08:24
Petr, Simandl. “Description of the communication protocol between AT keyboard and PC”. PC keyboard.
http://www.simandl.cz/stranky/elektro/keyboard/keyboard_a.htm
Diunduh 27 oktober 2013 21:31:24
NN. 2013.
“kunci elektrik strike”. Informasi
teknologi akses kontrol.
http://www.akseskontrolpintu.com/kunci-elektrik-strike-electric-strike-lock/
Diunduh 29 oktober 2013 15:59:43
Suryono. 2012. “Definisi, Jenis dan Cara
Kerja Keyboard”. Blogspot.
Diunduh 27 Nopember 2013 20:22:42
Fadillah. 2011.
“Mengenal mikrocontroller arduino”. Blogspot.
Diunduh 27 Nopember 2013 20:20:00
Nama penulis Bias
Surya Khatulistiwa. Penulis dilahirkan di semarang tanggal 19 juni 1993.
Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK
bunga harapan 2, SD Plamongan sari 02, SMPN 14 semarang, dan Smk SMA 15
Semarang. Tahun 2011 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun
2011 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi
mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines)
dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis
terdaftar dengan NIM. 3.32.11.1.06. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan
mengenai penelitian ini, bisa menghubungi 085741324030 atau melalui via email:
Biassuryak@yahoo.com
Nama
penulis Nurul Huda. Penulis dilahirkan di Pati tanggal 23 juni 1994.
Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK
setia putra SD guwo 3, SMPN 1 jekulo kudus, dan SMKN 2 pati. Tahun 2011
penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2011 penulis mengikuti
seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma
(D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3
Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM.
3.32.11.1.18. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan
Kalo beli alat2nya dimana mas?
BalasHapusdapat dikunjungi disini juga gan,
BalasHapusnyebarilmu.com
infonya sangat bermanfaat bagi ane
BalasHapusElemen solder uap