SISTEM PEMBUKA PINTU MENGGUNAKAN PASSWORD

Pertama Denny Hadiwibowo; Kedua Dewi Purwo N.; Ketiga Eldy Setyo Suharno

Abstract

     Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328. Memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk menjalankannya.

     Pada pembahasan kali ini akan dibahas mengenai aplikasi Arduino yaitu system pengguna kunci menggunakan Password yang menggunakan satu masukkan yaitu 1Keypad Matriks adalah tombol-tombol yang disusun secara maktriks (baris x kolom) sehingga dapat mengurangi penggunaan pin input keypad Matriks 4×4 cukup menggunakan 8 pin untuk 16 tombol. 2LCD digunakan sebagai dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD ini berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan karakter keluaran yang sedang dijalankan. 3Door Lock kunci otomatis yang digunakan sebagai luaran apabila perintah yang dijalankan sesuai.

     The Arduino Uno is a microcontroller board based on the ATmega328. It has 14 digital input pins of the output of the input pins of which 6 can be used as PWM outputs and 6 analog input pin , 16 MHz crystal oscillator , a USB connection , a power jack , an ICSP header , and a reset button . To support the microcontroller to be used , quite simply connect the Arduino Uno board to the computer using the USB cable or the AC electrical - to - DC adapter or battery to run it.

     In the discussion this time will discuss about the Arduino application that is using the system key users enter passwords using a matrix that is 1Keypad buttons are arranged in matrices (rows x columns) so as to reduce the use of input pin 4 × 4 matrix keypad simply use 8 pin to 16 buttons. 2LCD used as a dot matrix with 2 x 16 character number. LCD serves as a viewer which will be used to display the output character being dijalankan. 3Door automatic key lock which is used as an output when the command is executed accordingly.

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

   Manusia merupakan mahkluk hidup yang berusaha mencintai dan melindungi sesuatu yang berharga baginya, salah satunya adalah uang, emas maupun harta benda lainnya. Namun dijaman sekarang keamanan dalam menyimpan barang-barang tersebut manjadi hal utama. Biasanya orang-orang menyimpan harta bendanya dirumah meraka, namun menyimpan uang, emas dan barang berharga lainnya dirumah tidaklah aman. Oleh karna itu banyak dari mereka yang menyimpannya di bank maupun instansi tertentu karna alasan tingkat keamanan yang lebih baik. Biasanya barang-barang tersebut disimpan di ruang penyimpanan, dimana hanya orang-orang khusus ataupun yang diberi wewenang untuk mengakses brangkas itu dengan metode yang hanya diketahui oleh orang tersebut, metode yang dimaksudkan antara lain adalah dengan menggunakan password, berdasarkan permasalahan tersebut dirancang sebuah alat membuka pintu menggunakkan password.

1.2 Rumusan Masalah

    Berdasarkan permasalahan yang terdapt pada latar belakang, disusun rumusan masalah sebagai berikut:

1. Bagaimana proses input password di alat ini penyimpanan dan akses data?
2. Bagaimana cara mengindentifikasi masukan dan luaran yang dihasilkan jika data tidak sesuai dengan masukan?

1.3 Tujuan

     Adapun tujuan yang ingin dicapai penulis yaitu:

1. Untuk menambah system keamanan yang ada di suatu instansi.
2. Menerapkan teknologi mikrokontroller yang telah dipelajari kedalam kehidupan nyata.

I. 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, Keypad, LCD, Door Lock.

2.1 Arduino Uno R3

     Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328. Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output (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 input dan output, 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) 20-50 kOhm. 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 menghubungkan 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 Keypad

     Keypad  Bagian  ini  berfungsi  sebagai alat input. Keypad 3x4 dimanfaatkan untuk memasukan kode password ke mikrokontroler.

Gambar 2.2 Keypad

2.3 LCD

    LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator, atau pun layar komputer. Pada postingan aplikasi LCD yang dugunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat.

Gambar 2.3 LCD

2.4 Solenoid Door Lock

     Bagian ini berfungsi sebagai aktuator. Prinsip dari solenoid sendiri akan bekerja sebagai pengunci dan akan aktif ketika diberikan tegangan sebesar 9V. Didalam solenoid terdapat kawat yang melingkar pada inti besi. Ketika arus listrik mengalir melalui kawat ini, maka terjadi medan magnet untuk menghasilkan energi yang akan menarik inti besi ke dalam.

Gambar 2.4 Solenoid Door Lock

II. METODOLOGI PENELITIAN

     Metodologi penelitian yang digunakan pada Tugas Proyek Arduino Uno adalah sebagai berikut:

1. Studi Pustaka : Merumuskan teori secara analisis dengan mempelajari buku – buku yang diperoleh dari catatan kuliah, buku – buku perpustakaan dan mempelajari media internet yang berhubungan rangkaian.
2. Studi Laboratorium : Melakukan penelitian dan pengujian pada beberapa komponen elektronika berdasarkan data spesifikasi. Selanjutnya melakukan pengambilan data pada alat tersebut dan membandingkan dengan hasil teoritis.
3. Metode Diskusi : Mengajukan beberapa pertanyaan kepada dosen pengajar serta rekan – rekan mahasiswa Teknik Elektro.

III. PERANGKAT ALAT

      Bab ini membahas tentang perancangan dan pembuatan alat system pembuka pintu menggunakan password. Pada perancangan system ini meliputi perancangan perangkat lunak (software), dan perangkat keras (hardware).

A. Penentuan Spesifikasi Alat.

     Dalam perencanaan sistem ini akan dibahas tentang kebutuhan-kebutuhan yang harus dipenuhi, agar alat ini dapat bekerja sesuai dengan apa yang direncanakan, yaitu:

1. Arduino Uno dapat dinyalakan dengan tegangan suplay sebesar 9V, baik menggunakan batterai ataupun adaptor.
2. Dalam uji coba ini menggunakan solenoid elektro mekanik 9V dengan tegangan suplay sebesar 12V dari Adaptor.
3. Rubber Keypad 3x4 digunakan untuk memasukan input ke mikrokontroler berupa kode password.
4. Digit kode password yang digunakan berjumlah empat digit.
5. Alat ini memiliki fitur untuk merubah kode password dari keypad langsung tanpa harus memprogram ulang mikrokontroler Arduino Uno.

B. 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 ditunjukkan dalam Gambar 3.1

Gambar 3.1. Diagram Blok Keseluruhan Sistem

1. Keypad ini digunakan sebagai inputan atau masukan.
2. Arduino ini selain digunakan untuk mengolah data.
3. LCD digunakan sebagai keluaran sesuai karakter yang diinginkan.
4. Solenoid digunakan sebagai keluaran pengunci pintu.

C. Prinsip Kerja Alat

     Pada alat system pembuka pintu menggunakan sandi ini menggunakan keypad sebagai masukan kode rahasia, dan LCD 16x2 sebagai penampil karakter dari password yang dimasukkan sebagai tanda bintang (“*”) pada saat memasukkan password, dan menggunakan solenoid door lock sebagai pengunci pintu.

     Saat alat pertama kali dijalankan LED indikator akan berkedip 1 kali, dan solenoid masih mati sehingga pintu tidak dapat dibuka, setelah LED berkedip 1 kali, pada LCD akan menampilkan karakter masukkan sandi, yang artinya alat tersebut meminta masukkan sandi. Jika sandi yang di masukkan benar, maka LCD memanpilkan “sandin benar” selama 2 detik, setelah itu tamppil menu pilihan dengan opsi dua tombol;

• tombol “A” ditekan, maka solenoid akan aktif selama 3 detik(pada kondisi ini pintu membuka otomatis), setelah itu solenoid kembali mati
• tombol “*” untuk mengubah sandi.

namun jika sandi salah maka kondisi diatas tidak akan terjadi, untuk mengulangi sandi yang salah dapat memasukkan sandi lagi di menu awal dengan menekan tombol pagar (“ #”).

     Pada alat ini juga mampu menyimpan sandi baru, dengan menyimpan sandi pada EEPROM maka walaupun daya pada alat dimatikan, pada alat ini masih menyimpan sandi terakhir yang disimpan pada EEPROM, sandi baaru dapat dimasukkan ketika sandi yang dimasukkan sudah benar, dengan menekan tombol bintang (“*”).

    Pada saat sandi benar dan tombol bintang ditekan, pada LCD akan menampilkan karakter “masukkan 4 digit sandi baru” pada saat memasukkan sandi baru pada tombol yang ditekan akan ditampilkan pada LCD, pada saat sandi sudah mencapai 4 karakter maka sandi disimpan di dalam EEPROM, Dengan menekan tombol pagar maka sandi dapat dimasukkan kembali.

D. Perancangan Perangkat Keras

    Perancangan perangkat keras ini digunakan untuk mencatu tegangan pada Selenoid door lock, LCD dan Arduino uno, dengan menggunakkan adapter 12volt/2A sedangakan tegangan yang dibutuhkan Arduino dan LCD yaitu 5volt, Selenoid door lock juga menggunakan tegangan 9volt, sehingga dibutuhkan regulator untuk mendapatkan tergangan yang dibutuhkan oleh Selenoid door lock, LCD dan Arduino Uno.

     Dalam perangkat keras ini menggunakan IC regulator 7805 dan IC 7809 maka dapat dihasilkan tegangan yang dibutuhkan untuk mengaktifkan komponen, sedangkan untuk mengaktifkan solenoid dibutuhkan driver tersendiri, karena jika langsung menggunakan output dari arduino belum mampu mengaktifkan solenoid door lock.

1. Rangkaian Masukan

   Dalam rangkaian masukan ini menggunakan keypad 4x4 yang digunakan sebagai perangkat masukan sandi:

2. Rangkaian Keluaran

   Dalam merancang rangkaian luaran pada alat ini menggunakan LCD 16x2 sebagai penampil karakter, LED dan BUZZER sebagai indicator dan solenoid door lock sebagai pengunci pintu.

E. 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 uno. Untuk memberikan gambaran umum jalannya program dan memudahkan pembuatan perangkat lunak, maka dibuat diagram alir yang menunjukan jalannya program. Diagram alir program ditunjukan pada gambar dibawah :

Gambar 3.2. Diagram Alir Fungsi Utama

    Cara kerja system berdasarkan flow chart diatas adalah saat program pertama kali dialankan arduino akan melakukan inisialisasi masukan dan keluaran.

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:

     A. Pengujian relay pada driver solenoid

     B. Pengujian arus dan tegangan pada solenoid

     C. Proses Penyimpanan sandi pada EEPROM

A. Pengujian Relay Pada Driver Solenoid

   Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui driver solenoid bekerja dengan baik sesuai dengan perancangan, berikut adalah hasil pengujian pada driver solenoid:

 

B. Pengujian Arus Dan Tegangan Pada Solenoid

     Pada pengujian ini bertujuan untuk mengetahui tegangan dan arus pada solenoid door lock, berikut adalah hasil pengukuran tegengan dan arus pada solenoid:

 

C. Proses Penyimpanan sandi pada EEPROM

     Dalam alat system pembuka pintu menggunakan password ini EEPROM sangatlah penting, karena pada saat alat tidak mendapat supply tegangan maka sandi yang telah ditetapkan tidak hilang, melainkan masih tersimpan dalam EEPROM, di dalam Arduino Uno R3 ini memiliki 512 alamat yang dapat menyimpan data, namun dalam alat ini hanya menggunakan 4 alamat saja, Karena password yang digunakan henya 4 karakter saja, berikut adalah proses penyimpanan sandi ke dalam EEPROM

V. PENUTUP

Kesimpulan

    Berdasarkan hasil pengujian pada alat system pembuka pintu menggunakan password ini dapat diambil beberapa kesimpulan yaitu:

1. Data yang dihasilkan keypad tiap tombol memiliki nilai yang berbeda-beda
2. Data dari masukan keypad tergantung dari program pemetaan ketpad
3. Rangkaian driver akan berkerja ketika diberi logic 1 dan tidak akan berkerja jika diberi logic 0
4. Solenoid door lock pada alat ini dapat di aktifkan dengan menggunakan teganga 9 volt dan arus minimal 650mA

DAFTAR PUSTAKA

[1] Arduino Home Page. (2012). Arduino Uno. [Online]. Tersedia: http://www.arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno [2 Agustus 2012]

[2] Kelas Mikrokontrol. (2012). Arduino. [Online] Tersedia: http://www.kelas-mikrokontrol.com/e-learning/mikrokontroler/pengantar-arduino.html [2 Agustus 2012]

[3] Com-08653. (2011). Keypad Rubber Datasheets. [Online]. Tersedia: http://dlnmh9ip6v2uc.cloudfront.net/datasheets/Components/General/SparkfunCOM-08653_Datasheet.pdf [2 Agustus 2012]

[4] Spring Loaded Elektromagnet. Solenoid 12V Pull Type. [Online]. Tersedia: http://www.engineeringshock.com/12v-pull-type-solenoid.html [2 Agustus 2012]

[5] Kelas Mikrokontrol. (2012). Bahasa pemograman Arduino [Online] Tersedia: http://www.kelas-mikrokontrol.com/e-learning/mikrokontroler/bahasa-pemrograman-arduino.html [2 Agustus 2012]

Nama penulis Denny Hadiwibowo. Penulis dilahirkan di kota Semarang 18 Febuari 1994. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK PGRI 01, SDN 01 Semarang, SMPN 18 Semarang, dan SMKN 04 Semarang. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2012 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) Khusus di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.12.3.09.

Nama penulis Dewi Purwo Ningsih. Penulis dilahirkan di kota Kediri tanggal 05 Juli 1994. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Bunail Jak-Bar, SDN 13 Pagi Jak-Bar, Mts Hasyim Asyari 02 Kudus, dan SMK Wisuda Karya Kudus. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2012 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) Khusus di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.12.3.10. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi penulis melalui email dewipwn@gmail.com.

Nama penulis Eldy Setyo Suharno. Penulis dilahirkan di kota Kendal tanggal 1 September 1994. Penulis telah menempuh pendidikan formal di, SDN 03 Ngaliyan SMG , SMP NU 03 Islam Kaliwungu, dan SMK Palapa. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2012 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) Khusus di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.12.3.13. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi 089618222248 atau melalui via email eldysetyo@yahoo.com.