BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1 Perancangan Perangkat Keras Perancangan perangkat keras pada sistem keamanan ini berupa perancangan modul RFID, modul LCD, modul motor.
3.1.1
Blok Diagram Sistem Blok diagram sistem dapat dilihat pada gambar 3.1 di bawah ini :
Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem
Fungsi dari blok-blok gambar diatas adalah sebagai berikut : a. RFID Reader, berfungsi untuk membaca nomor yang ada di dalam tag, jarak bacanya berkisar 5 cm kemudian datanya akan dikirim ke MCS sebagai mikrokontroler sistem. 33
34 b. Keypad, berfungsi untuk menginput karakter yang akan digunakan sebagai password, yang merupakan bagian dari autensifikasi sistem ini c. LCD, sebagai tampilan informasi nomor tag RFID dan juga akan menampilkan status autensifikasi dari sistem apakah benar atau salah. d. Mikrokontroler AT89S52, sebagai pengendali sistem ini yaitu menerima data dari keypad dan RFID reader kemudian mengirimkannya ke PC sebagai database
pengguna.
mikrokontroler
akan
Setelah
dibandingkan
memberikan
perintah
dengan ke
database
driver
motor
maka untuk
menggerakan motor stepper atau tetap diam. Selain mengirim perintah ke driver motor, mikrokontroler juga mengirim informasi ke LCD untuk menampilkan status autensifikasi. e. PC, sebagai basis data pengguna yang menyimpan data-data dari tag yaitu berupa nomor tag-nya dan password-nya. Juga menyimpan data waktu dan tanggal ketika pintu brankas diakses. f. RS-232, sebagai koneksi serial yang menghubungkan MCS dengan PC. g. Buffer, berfungsi sebagai penguat arus minimum yang dibutuhkan driver motor. h. Driver motor, berfungsi untuk mengendalikan motor stepper agar dapat bekerja sesuai dengan yang diinginkan. Modul ini diperlukan karena arus dan tegangan dari mikrokontroler tidak cukup kuat untuk menggerakan motor stepper secara langsung.
35 3.1.2
Perancangan Modul Mikrokontroler AT89S52 Modul ini berfungsi sebagai pengendali utama pada sistem, dimana tugas nya adalah mengolah data dari RFID, mengatur komunikasi ke komputer, mengatur modul motor stepper, memberi perintah ke LCD.
Gambar 3.2 Skema Rangkaian Mikrokontroler Modul mikrokontroler ini terdiri dari kristal 12MHz, rangkaian reset, dan terdapat pull up resistor pada port 0 mikrokontroler. Kristal 12MHz dan kapasitor C1 dan C2 bila di-ground-kan akan membentuk rangkaian osilator yang berfungsi sebagai sumber clock ke CPU. Rangkaian reset berfungsi untuk me-reset AT89S52 setiap kali AT89S52 diaktifkan. Port 0 harus diberikan pull up resistor
36 karena pada kondisi ini jalur-jalur port 0 digunakan sebagai jalur keluaran sehingga bersifat open collector.
3.1.3
Perancangan Modul Driver Motor Stepper Modul driver stepper merupakan modul yang digunakan untuk mengendalikan motor stepper agar dapat bekerja sesuai dengan pergerakan yang diinginkan. Modul ini diperlukan karena arus dan tegangan dari mikrokontroler tidak cukup kuat untuk menggerakkan motor stepper secara langsung. Fungsi dari optocoupler pada modul ini adalah sebagai pembatas antara rangkaian yang bertegangan 5V dan 12V. Optocoupler adalah transistor yang pengaktifannya dengan menggunakan sistem cahaya, pada transistor silikon agar arus dapat mengalir dari kolektor ke emitter diperlukan Vbe sebesar 0,7 V, sedangkan pada optocoupler arus dari kolektor dapat mengalir ke emitter jika LED dalam optocoupler tersebut menyala. Driver stepper ini mengendalikan sebuah motor stepper jenis unipolar dengan 1 ( satu ) buah common dan 4 ( empat ) buah data sebagai pengendali dari arah pergerakan motor. Motor akan bergerak searah jarum jam jika data bergeser dari data1 ke data 4, dan begitu pula sebaliknya motor akan bergerak berlawanan arah jarum jam ketika data bergerak dari arah data 4 ke arah data 1. Data yang bergerak bernilai 0 agar motor dapat bergerak karena common dari motor diberi Vcc. Tetapi bisa juga common dari motor stepper di ground kan akan tetapi data yang bergerak harus bernilai 1.
37
IC3
MCS IC4
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3
IC5
IC6
Gambar 3.3 Skema Rangkaian Driver Motor Stepper Cara kerja dari rangkaian diatas adalah motor stepper akan berputar jika data keluaran dari driver bernilai 0. Ketika data pin bernilai 0, LED (Light Emitting Diode) yang terdapat didalam optocoupler tidak menyala sehingga arus tidak akan mengalir dari +Vcc sehingga transistor BD139 tidak aktif dan tidak ada nilai output pada driver. Jika pin Y1 diberi nilai 1, maka LED akan menyala dan mengaktifkan transistor yang terdapat didalam optocoupler sehingga arus dari kolektor akan
38 mengalir ke emitter. Arus yang keluar dari emitter akan masuk ke basis transistor Q1 dan sebagian lagi akan di Ground. Emitter dari transistor Q1 di Ground-kan. Ketika basis transistor Q1 terdapat arus maka transistor akan aktif dan nilai kolektor akan sama dengan nilai emitter yang mengakibatkan nilai output dari driver akan bernilai 0, tegangan +Vcc tidak dapat masuk ke kolektor transistor Q1 karena ditahan oleh sebuah diode D4 sehingga pada awalnya kolektor pada transistor Q1 tidak bernilai. Ketika nilai outputnya sama dengan 0, maka arus dari common motor stepper akan melewati motor stepper sehingga motor akan bergerak 1 fasa (karena 1 fasa = 1.8° maka motor bergerak sebanyak 1.8º ). Proses pergeseran data ini sangatlah cepat sehingga motor akan berjalan seakan – akan tidak adanya pergantian data Proses ini terjadi sebanyak 4 kali pergeseran, jika sudah mencapai 4 kali, maka posisi data kembali lagi ke posisi awalnya dan terjadi berulang – ulang sesuai dengan jumlah yang kita program.
3.1.4
Perancangan Modul RFID READER
IC 7
Gambar 3.4 Skema Rangkaian RFID Reader
39 Perancangan modul RFID reader ini menggunakan chip RFID tipe ID 10. Ada 2 LED yang dipasang pada rangkaian ini. LED1 akan nyala ketika ada kartu tag yang lewat melalui reader, sedangkan LED2 menyala selama reader ini mendapat tegangan Vcc. Output dari modul ini berupa kode ASCII, sehingga membutuhkan RS232 agar dapat terhubung ke komputer.
3.1.5
1 4 7 *
Perancangan Modul Keypad
2 3 A 5 6 B 8 9 C 0 # D
Gambar 3.5 Modul Keypad 74C922
Perancangan modul keypad ini menggunakan IC 74C922 yang berfungsi sebagai decoder keypad 4x4 seperti gambar diatas. Decoder ini mengubah keluaran dari keypad yang dalam format hexadesimal menjadi data biner 4 bit yang akan dikirimkan menuju
40 mikrokontroler. Ketika tombol ditekan, maka pin Data AV mengirimkan interrupt ke mikrokontroler. Setelah menerima interrupt mikrokontroler siap menerima data dari keypad. Pin Data AV akan menjadi low ketika tombol tersebut dilepas. Tetapi ketika dilepas, tombol masih mengalamai bouncing. Maka untuk menghindari hal ini, digunakan rangkaian RC yang berfungsi sebagai LPF (Low Pass Filter) yang menghilangkan frekuensi tinggi.
3.1.6
Perancangan Modul LCD
Gambar 3.6 Pin pada modul LCD
LCD yang dipakai berupa sebuah LCD tipe karakter yang memiliki display 20 karakter x 4 baris. Modul ini terhubung langsung dengan sistem minimum AT89S52. LCD tersebut akan digunakan untuk menampilkan berbagai informasi yang perlu untuk ditampilkan.
41 3.1.7
Komunikasi Serial Antara Modul Kontroler dan Komputer Pada komunikasi serial antara komputer dan mikrokontroler digunakan rangkaian RS 232. Berikut adalah gambar rangkaian dari RS 232 yang digunakan ntuk komunikasi serial.
TX
Gambar 3.7 RS 232 RS 232 diperlukan dalam komunikasi serial antara komputer dan mikrokontroler karena adanya perbedaan tegangan pada jenis komunikasi antara komputer dan mikrokontroler. Pin 11 terhubung dengan mikrokontroler sebagai Tx sedangkan untuk yang ke komputer digunakan pin14 untuk Tx ( Tx = Transmit / kirim. RS 232 memerlukan kapasitor yang dipasang sesuai dengan konfigurasi pada gambar skematik diatas. Setelah pin – pin dari RS 232 di konfigurasi dengan benar maka rangkaian tersebut langsung dapat digunakan untuk komunikasi serial.
42 3.2
Perancangan Peranti Lunak Perancangan peranti lunak pada sistem ini adalah perancangan basis data yang
berfungsi untuk menyimpan data dari pemilik kartu, dan juga kode sandi dari kartu tersebut. Perancangan autensifikasi pada system RFID reader ketika tag yang didekatkan adalah cocok atau tidak cocok dengan data yang ada di PC. Cara kerja peranti lunak ini adalah pertama modul akan meminta kartu tag yang akan lewat secara kontinu. Ketika ada kartu yang lewat, maka RFID reader akan membaca nomor yang ada di dalam kartu tersebut. Kemudian sistem akan meminta input password dari keypad. Setelah input karakter dari keypad berjumlah 5 dan user menekan enter maka data tersebut akan dikirimkan ke PC dan diperiksa apakah data tersebut cocok dengan data yang ada di dalam PC. Jika tidak cocok, maka sistem akan menghasilkan logika tutup sehingga motor tidak akan bergerak. Bila cocok dengan data yang ada di dalam PC, maka motor akan bergerak membuka grendel pintu. Setelah terbuka, sistem akan menunggu tombol switch ditekan. Apabila sudah ditekan maka motor akan mengerakkan grendel untuk mengunci pintu. Diagram alir dari peranti lunak ini dapat dilihat pada gambar berikut ini:
43
Gambar 3.8 Diagram Alir Sistem
44 3.2.1
Perancangan Peranti Lunak pada Komputer Perancangan peranti lunak pada komputer menggunakan program Visual Basic 6.
Program ini berfungsi untuk menampilkan tampilan log setiap akses yang mengakses pintu brankas ini. Pada program ini juga diketahui kapan dan siapa yang mengakses pintu. Selain itu, program ini juga sebagai user interface untuk memasukkan data ID mereka beserta password untuk disimpan dalam database maupun menghapus data ID tersebut. Berikut tampilan awal program VB ketika dijalankan :
Gambar 3.9 Tampilan Awal program Visual Basic
45 Kemudian berikut adalah tampilan log nya :
Gambar 3.10 Tampilan log Program VB
3.2.2
Perancangan Database Nama Database
:
Akses control Tabel 3.1 Tabel Datauser
Keterangan
:
menyimpan data anggota
Field Name
Data Type
username
text
password
text
46 Tabel 3.2 Tabel Logging Keterangan
:
mencetak daftar log setiap akses
Field Name
Data Type
number
AutoNumber
datetime
text
user
text
description
text
Database berfungsi sebagai pembanding apabila ada input yang mengakses sistem keamanan. Cara kerja database ini adalah data yang masuk ke komputer melalui kabel serial akan diperiksa dengan database yang tersimpan di dalam komputer. Apabila data tersebut ada dalam database, maka database akan mengirimkan sinyal ACK kepada mikrokontroler untuk menggerakan motor. Setiap data yang dikirim ke database untuk diperiksa, akan disimpan ke dalam log, sehingga dapat diketahui setiap akses yang masuk ke dalam sistem. Diagam alir dari kerja database ini dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
47
Gambar 3.11 Diagram Alir Database pada Komputer
3.2.3 Rancang Bangun Sistem Pada bagian ini digambarkan bagaimana rancang bangun dari sistem ini berupa bentuk dari pintu brankas.
48
3.12 Ukuran Perancangan Sistem
Adapun perancangan sistem yang dibuat jika tampak dari sisi samping kiri sebagai berikut:
Gambar 3.13 Perancangan Sistem Tampak Sisi Kiri
49
Perancangan sistem yang dibuat jika tampak dari sisi depan sebagai berikut :
Gambar 3.14 Perancangan Sistem Tampak Depan
