6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Mikrokontroller Mikrokontroller Alf and Vegard’s Risc processor (AVR) memiliki
arsitektur 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock atau dikenal dengan teknologiReduced Instruction Set Computing (RISC). Secara umum, AVR dapat dikelompokan ke dalam 4 kelas, yaitu keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing adalah kapasitas memori, peripheral dan fungsinya. Mikrokontroler merupakan sebuah sistem computer yang seluruh atau sebagian besar elemennya dikemas dalam satu chip Integrated Circuit (IC) sehingga sering disebut single chip microcomputer. Mikrokontroler merupakan sistem komputer yang satu atau beberapa tugas yang sangat spesifik , berbeda dengan Personal Computer (PC) yang memiliki beragam fungsi. Peerbedaan lainnya adalah perbandingan RAM dan ROM yang sangat berbeda antara computer dengan mikrokontroler. Dalam mikrokontroler, ROM jauh lebih besar dibanding RAM, sedangkan dalam computer atau PC, RAM jauh lebih besar dibanding ROM. Kelebihan Sistem Dengan Mikrokontroler adalah sebagai berikut : 1.
Penggerak pada mikrokontoler menggunakan bahasa pemograman assembly dengan berpatokan pada kaidah digital dasar sehingga pengoperasian sistem menjadi sangat mudah dikerjakan sesuai dengan logika sistem (bahasa assembly ini mudah dimengerti karena menggunakan bahasa assembly aplikasi dimana parameter input dan output langsung bisa diakses tanpa menggunakan banyak perintah). Desain bahasa assembly ini tidak menggunakan begitu banyak syarat penulisan bahasa pemrograman seperti huruf besar dan huruf kecil untuk bahasa assembly tetap diwajarkan.
6
7
2.
Mikrokontroler tersusun dalam satu chip dimana prosesor, memori, dan I/O terintegrasi menjadi satu kesatuan kontrol sistem sehingga mikrokontroler dapat dikatakan sebagai komputer mini yang dapat bekerja secara inovatif sesuai dengan kebutuhan sistem.
3.
Sistem running bersifat berdiri sendiri tanpa tergantung dengan komputer sedangkan parameter komputer hanya digunakan untuk download perintah instruksi atau program. Langkah-langkah untuk download komputer dengan mikrokontroler sangat mudah digunakan karena tidak menggunakan banyak perintah.
4.
Pada mikrokontroler tersedia fasilitas tambahan untuk pengembangan memori dan I/O yang disesuaikan dengan kebutuhan sistem.
5.
Harga untuk memperoleh alat ini lebih murah dan mudah didapat.
2.1.1
Mikrokontroller ATMega8535 Mikrokontroler ATmega8535 merupakan mikrokontroler 8-bit teknologi
CMOS dengan konsumsi daya rendah yang berbasis arsitektur enhancedReduce Instruction Set Computer (RISC) AVR. Dengan eksekusi intruksi yang sebagian besar hanya menggunakn satu siklus clock, ATmega8535 mencapai throughput sekitar satu MIPS per MHz yang mengizinkan perancangan sistem melakukan optimasi konsumsi daya versus kecepatan pemrosesan. (Syahrul.2012:10)
2.1.1.1 Konfigurasi Pin ATMega8535 Konfigurasi pin mikrokontroler AVR ATmega8535 untuk 40 PIN dual in line package(DIP) ditunjukkan pada gambar berikut ini :
8
Gambar 2.1 Konfigurasi Pin ATMega8535 (Sumber:Anonim.2013.Mikrokontroler ATMega8535.http://sistemkomputer.fasilkom.narotama.ac.id/?p=204)
Untuk dapat memahami lebih jauh tentang konfigurasi pin ATMega8535 maka dapat pada Tabel 2.1 diberikann deskripsi kaki-kaki atau pin ATMega8535.
No.
Tabel 2.1 Deskripsi pin ATMega8535 Nama Pin Keterangan
Pin 10
VCC
Catu Daya
11
GND
Ground
40-33
PortA: PA0-PA7
Port I/O dua arah dilengkapi internal pull up
(ADC0-ADC7)
resistor. Port ini juga dimultipleks dengan masukan analog ke ADC 8 kanal
1-7
PortB : PB0-PB7
Port I/O dua arah di lengkapi internal pull up resistor. Fungsi lain dari port ini masing-masing : Port PinFungsi lain PB0
T0 (timer/counter0 external counter input)
9
22-29
PortC: PC0-PC7
PB1
T1 (timer/counter external counter input)
PB2
A1N0 (analog comparator positive input)
PB3
A1N1 (analog comparator positive input)
PB4
SS (SPI slave select input)
PB5
MOSI (SPI bus master output/slave input)
PB6
MISO (SPI bus master input/slave output)
PB7
SCK (SPI bus serial clock)
Port I/O dua arah dilengkapi internal pull up resistor. Dua pin yaitu PC6 dan PC7 berfungsi sebagai osilator ekternal untuk timer/counter2
14-21
PortD: PD0-PD7
Port I/O dua arah dilengkapi internal pull up resistor. Fungsi lain dari port ini masing-masing adalah : Port PinFungsi lain PD0
RXD (UART input line)
PD1
TXD (UART output line)
PD2
INT0 (External interrupt 0input)
PD3
INT1 (External interrupt 1 input)
PD4
OC1B (timer/counter1 output compareB match output)
PD5
OC1A (timer/counter1 output compareA match ouput)
PD6 PD7
ICP (timer/counter1 inputcapture pin) OC2 (timer/counter2 outpu compare match outputt)
9
RESET
Masukan reset. Sebuah reset terjadi jika pin ini diberi logika low melebihi periode minimum yang diperlukan.
13
XTAL1
Masukan ke invertingoscillator amplifier dan masukan ke rangkaian internal clock.
10
12
XTAL2
Keluaran dari inverting oscillator amplifier.
30
AVCC
Catu daya untuk port A dan ADC.
31
AGND
Analog ground.
32
AREF
Referensi masukan analog untuk ADC.
(Sumber:Syahrul.2012.6)
2.1.1.2 Fitur ATMega8535 Fitur ATmega8535 yang merupakan produksi ATMEL yang berjenis AVR adalah sebagai berikut: 1.
32 Saluran I/O yang terdiri dari 4 port (Port A, Port B, Port C dan Port D) yang masing-masing terdiri dari 8 bit.
2.
ADC 10 bit (8 pin di Port A.0 sampai dengan PortA.7).
3.
2 buah Timer/Counter (8 bit).
4.
1 buah Timer/Counter (16 bit).
5.
4 channlel PWM.
6.
6 Sleep Modes : Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down, Standby and Extended Standby.
7.
Komparator analog.
8.
Watchdog timer dengan osilator internal 1 MHz.
9.
Memori 8 KB Flash.
10. Memori 512 byte SRAM . 11. Memori 512 byte EEPROM yang dapat di program saat operasi. 12. Kecepatan maksimal 16 MHz. 13. Tegangan operasi 4,5V DC sampai dengan 5,5V DC 14. 32 jalur I/O yang dapat deprogram. 15. Interupsi Internal dan Eksternal. 16. Komunikasi serial menggunakan Port USART dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps. Pemrograman langsung dari port parallel computer (Afrie Setiawan.2011:2-3)
11
2.1.1.3 Arsitektur ATMega8535 Pada diagram blok ATMega 8535 digambarkan 32 general purpose working register yang dihubungkan secara langsung dengan Arithmetic Logic Unit (ALU). Sehingga memungkinkan dua register yang berbeda dapat diakses dalam satu siklus clock. PA0 – PA7
Vcc
PC0 – PC7
PORT A DRIVERS-BUFFERS
PORT A DRIVERS-BUFFERS
PORT A DIGITAL INTERFACE
PORT A DIGITAL INTERFACE
GND
AVCC MUX & ADC
ADC INTERFACE
TWI
PROGRAM COUNTER
STACK POINTER
TIMERS/ COUNTERS
PROGRAM FLASH
SRAM
AREF OSCILLATOR
INTERNAL OSCILLATOR
INSTRUCTION REGISTER INSTRUCTION DECODER
GENERAL PURPOSE REGISTERS X Y Z
XTAL 1
WATCHDOG TIMER
OSCILLATOR XTAL 2
MCU CTRL & TIMING
CONTROL LINES
RESET
ALU INTERRUPT UNIT
INTERNAL CALIBRATED OSCILLATOR
STATUS REGISTER
AVR CPU
EEPROM
PROGRAMMING LOGIC
+ -
SPI
USART
COMP. INTERFACE
PORT B DIGITAL INTERFACE
PORT B DRIVERS/BUFFERS
PB0 – PB7
PORT D DIGITAL INTERFACE
PORT D DRIVERS/BUFFERS
PD0 – PD7
Gambar 2.2Diagram blok mikrokontroller ATMega 8535 (Sumber:Atmel Corporation, 2010: Diakses 5 Mei 2014)
12
2.1.1.4Peta Memori ATMega8535 Mikrokontroler AVR AT mega8535 memiliki dua jenismemori yaitu: 1.
Memori data (SRAM).
2.
Memori program (Memori Flash). Disamping itu juga Mikrokontroler AVR AT mega8535 dilengkapi
memori Electrically Erasable Programable Read Only Memory EEPROM (EEPROM) untuk penyimpanan data tambahan yang bersifat non-volatile. Memori EEPROM ini mempunyai lokasi yang terpisah dengan sistem register alamat, register data dan register control yang dibuat khusus untuk EEPROM . (Syahrul.2012:15) 1.
Memori Program Mikrokontroler
ATmega8535
memiliki
On-Chip
In-System
Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Untuk Alasan keamanan, memori program dibagi menjadi dua bagian yaitu Boot Flas Section dan Application Flash Section. Boot Flash Section digunakan untuk menyimpan program Boot Leader, yaitu program yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertama kali diaktifkan. Aplication Flash Section digunakan untuk menyimpan program aplikasi yang dibuat pengguna. Mikrokontroler AVR tidak dapat menjalankan program aplikasi ini sebelum mnejalankan program Boot Leader. Besarnya memori Boot Flash Section dapat deprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada konfigurai bit di-register BOOTSZ. Jika Boot Leader diproteksi, maka program pada Application Flash Section juga sudah aman. (Syahrul.2012:17)
13
Data Memori
Program Memori
Aplication Flash Section
Data Memori
S000 32 Gen. Purpouse S0000 Working Registers S001F S0020 64 I/O Registers
S000
EEPROM 512 x 8
S005F S0060 4k x 16
S1FF
Internal SRAM 512 x 8 S025F
Boot Flash Section
SFFF Gambar 2.3 Peta Memori AVR (Sumber:Syahrul.2012:16)
2.
Memori Data ATmega8535 mempunyai memori data yang terpisah menjadi 3 bagian,
yaitu: 1.
Tedapat 32 register keperluan umum (general purpose register-GPR biasa disebut register file didalam teknologi RISC).
2.
Terdapat 64 regiser untuk keperluan input/output (I/O register).
3.
Terdapat 512 byte SRAM internal. Selain itu, terdapat pula EEPROM 512 byte sebagai memori data yang dapat dprogram saat beroperasi. Pada gambar ditunjukkan peta memori data yang terdiri dari register file, I/O register dan memori SRAM pada mikrokontroler AVR ATmega8535.
14
32 Register GPR
Memori Data
R0
$0000
R1 R2
$0001
R29
$001D $001E
$0010
R30
$001F
R31 64 Register I/O
Memori Data
$00
$0020 $0021
$01 $10
$0022
$005D $005E
$3D $3E $3F
$005F 128x8 SRAM $0060 $0061 $0062
$025D $025E $025F
Gambar 2.4 Peta memori ATMega8535 (Sumber:Afrie Setiawan.2011:7)
2.1.2 ATTiny 2313 ATTiny 2313 merupakan mikrokontroller 8-bit AVR dengan kapasitas memory maksimum sebesar 2 Kbytes yang tersimpan didalam Memory Flash-nya. ATTiny 2313 merupakan chip IC produksi ATMEL yang termasuk golongan single chip microcontroller, dimana semua rangkaian termasuk memori dan I/O tergabung dalam satu paket IC. Meski tidak dilengkapi satu pun channel ADC, tapi Attiny2313 menjadi pilihan banyak praktisi untuk membuat aplikasi yang tidak membutuhkan pembacaan besar analog. (Remadhan, 2010 ; 8). Kapasitas memori program yang dimiliki adalah 2014 bytes, plus 128 byte EEPROM. Walaupun memiliki fisik dan kapasitas memori yang relatif kecil, mikrokontroler ini sudah memiliki modul full duplex USART yang memudahkan interkoneksi dengan peralatan lain dan segudang kemampuan lainnya, seperti dua timer (satu 8-bit dan satu 16-bit dengan praskalar dan modus pembanding terpisah), 4 (empat) kanal pulse Width Modulation (PWM), pembanding analog
15
internal (analog comparator), dan fasilitas debugWIRE untuk pelacakan kesalahan program (debugging).(Irawan, 2014 ; 6). Chip ini dikemas dalam bentuk PDIP (Parallel Dual In-line Package) 20 pin (juga terdapat versi SOIC dan QFN/MLF). IC Attiny2313-20PU (catu daya 5 V dengan kecepatan maksimum 20 MHz) dan Attiny2313V yang ditujukan untuk rangkaian elektronika yang bertegangan rendah dan sangat hemat daya. Untuk seri Attiny2313V, mikro-kontroller ini mampu beroperasi hingga kecepatan 4 MHz menggunakan tegangan yang sangat rendah (hanya 1,8 Volt). Apabila menggunakan catu daya bertegangan minimal 2,7 Volt (maksimal 5,5 V), mikrokontroler ini dapat beroperasi hingga kecepatan 10 MHz. (Irawan. 2014 ; 6).
2.1.2.1Konfigurasi Pin ATTiny 2313 Konfigurasi pin mikrokontroler pin ATTiny untuk 40 PIN DIP (dual in line package) ditunjukkan pada gambar berikut ini :
Gambar 2.5Konfigurasi Pin ATTiny 2313 (Sumber:Remadhan, 2010)
16
Konfigurasi pin dari ATTiny 2313. Secara keseluruhan memiliki total 20 pin. Berikut adalah penjelasan secara garis besar dari konfigurasi pin-pin tersebut 1.
VCC Tegangan masukan digital sebesar 5 Volt.
2.
GND Dihubungkan pada Ground. Referensi nol suplai tegangan digital.
3.
PORT A (PA0...PA2) Pada PORT A hanya terdapat tiga(3) buah pin saja atau 3 bit pin I/O. Dimana PORT A ini, ketiga pin nya(seluruh pin PORT A) digunakan untuk keperluan membuat sismin. Yaitu PA.0 dan PA.1 untuk input clock (nama komponen adalah kristal), dan PA.2 untuk input tombol RESET.
4.
PORT B (PB0...PB7) Pada PORT B terdapat delapan(8) buah pin atau 8 bit pin I/O. Dan juga pada PORT B ini terdapat port SPI(Serial Peripheral Interface), yaitu pin komunikasi untuk men-download program secara serial syncronous dari komputer ke mikrokontroller, pin-pin tersebut adalah MOSI(PORTB.5), MISO(PORTB.6), SCK(PORTB.7).
5.
PORT D (PD0...PD6) Pada PORT D terdapat delapan(8) buah pin atau 7 bit pin I/O.
6.
RESET Reset berfungsi untuk menyusun ulang routing program dari awal. Biasanya RESET bersifat Active Low, yaitu aktif saat logika bernilai nol “0”. Sinyal LOW pada pin ini dengan lebar minimum 1,5 mikrodetik akan membawa mikrokontroler ke kondisi Reset, meskipun clock tidak running. Sinyal dengan lebar kurang dari 1,5 mikrodetik tidak menjamin terjadinya kondisi Reset.
7.
XTAL1 XTAL1 adalah masukan ke inverting oscillator amplifier dan input ke internal clock operating circuit.
8.
XTAL2 XTAL2 adalah output dari inverting oscillator amplifier.(Remadhan, 2010 ; 8)
17
2.1.2.2Stuktur Memory ATTiny2313 Arsitektur memiliki dua ruang memori utama yakni Memory Program (On-chip In-System Reprogrammable Flash Memory) dan Memori Data (SRAM Data Memory). Selain itu, AVR juga dilengkapi dengan EFFROM sebagai penyimpan
data
non-volatile,
yang
tidak
hilang
manakala
sistem
dimatikan.(Remadhan, 2010 ; 10).
A. On-chip In-System Reprogrammable Flash Memory ATTiny2313 mempunyai memori flash sebesar 2 kilobyte yang dapat di program ulang. Memori ini digunakan untuk menyimpan program. Karena semua instruksi memiliki lebar 16-bit atau 32-bit, maka memori program diorganisasikan 1 kilo x 16-bit, atau 1 kilo x 2-byte, atau 1 kiloword. (Remadhan, 2010 ; 10)
Gambar 2.6 Program Memory ATTiny2313 (Sumber:Remadhan, 2010)
Memori flash memiliki ketahanan proses tulis-hapus sekitar 10.000 kali. Proses penulisan dan penghapusan memori ini dapat dilakukan dengan teknik pemrograman paralel dan teknik pemrograman serial. Teknik pemrograman serial lebih banyak digunakan karena tidak membutuhkan tegangan pemrograman
18
khusus (11,5-12,5 volt). Seperti yang ditunjukkan oleh gambar ilustrasi, program memori menempati alamat 0 x 0000 sampai dengan 0 x 03FF, atau alamat 0000 – 1023. Selain program, memori program juga digunakan untuk menyimpan konstanta-konstanta individu maupun kelompok yang biasa disebut tabel. (Remadhan, 2010 ; 10) Konstanta individu maupun tabel dapat dialokasikan diseluruh ruang memori yang tersedia.Akan tetapi bukan berarti sembarangan naruh, jangan sampai terjadi overlap dengan alamat memori yang dialokasikan Stack, jangan juga menerjang alamat memori yang dialokasikan untuk Interrupt Vector.Untuk menempatkan konstanta atau tabel pada alamat tertentu secara spesifik, gunakan direkrif ORG. Untuk mengakses data pada memori program digunakan instruksi Load Program Memory(LPM). Instruksi LPM akan mengambil data pada alamat memori yang ditunjuk oleh pasangan register pointer Z. (Remadhan, 2010 ; 11)
B. SRAM Data Memory
Gambar 2.7 SRAM Data Memory ATTiny2313 (Sumber:Remadhan, 2010)
Seperti ditunjukkan pada gambar ilustrasi di atas, memori data dipetakan menjadi tiga bagian yakni Register File, Register I/O, dan internal SRAM. Register File menempati 32 byte pertama dengan alamat 0x0000 sampai dengan
19
0x001F, Register I/O menempati 64 byte selanjutya dengan alamat 0x0020 sampai dengan 0x005F, dan internal SRAM menempati 128 byte sisanya dengan alamat 0x0060 sampai dengan 0x00DF. Sekarang kita tahu mengapa alamat awal internal SRAM adalah 0x0060.Alamat akhir internal SRAM (dalam hal ini 0x00DF) biasa disebut dengan RAMEND. (Remadhan, 2010 ; 11) 1.
Regrister File (R0-R31) adalah general purpose working regrister, yakni regrister-regrister yang digunakan untuk berbagai keperluan seperti operasi bilangan dan logika, operasi-operasi yang secara spesifik berhubungan dengan instruksi-instruksi assembler, dan pengalamatan. Register R26 sampai dengan R31 berfungsi sebagai pointer dalam proses pengalamatan tak langsung. Secara umum regrister-regrister ini adalah penyimpanan data sementara. Oleh karenanya untuk program dengan jumlah variabel yang sedikit dapat diimplementasikan tanpa menggunakan internal SRAM, cukup menggunakan regrister sebagai variabel.
2.
Register I/O atau disebut juga memori I/O adalah regrister-regrister dengan fungsi khusus seperti Timer/Counter, UART, I/O Port, EEPROM, dan lainlain. Register I/O diberi nomor 0x00 sampai 0x3F. Masing-masing register memiliki fungsi khusus. Sebagai contoh register I/O nomor 0x0018 yang terletak di alamat 0x0038 adalah register PORTB dan register I/O nomor 0x001B yang terletak di alamat 0x003B adalah register PORTA.
3.
Internal SRAM adalah memori aktual dari mikrokontroler AVR. Di sinilah tempat menyimpan variabel-variabel selama mikrokontroler beroperasi. Untuk mengakses internal SRAM digunakan pengalamatan langsung dan tak langsung. Instruksi dengan pengalamatan langsung untuk mengakses internal SRAM adalah load Direct from Data Space(LDS) dan Store Direct to Data Space(STS).
(Remadhan, 2010 ; 12)
C. EEPROM ATtiny2313 memiliki 128 byte EEPROM yang diorganisasikan sebagai ruang memori data terpisah, artinya kita dapat membaca dan menulis sebuah byte
20
tunggal. EEPROM memiliki ketahanan proses tulis/hapus sebanyak 100.000 kali. Akses antara EEPROM dan CPU dijembatani oleh register-register khusus yakni EEAR
(EEPROM
Address
Register),
EEPROM
Data
Register(EEDR),
danEEPROM Control Register (EECR). Ketiga register ini terletak di dalam register I/O. (Remadhan, 2010 ; 12) 1.
EEAR adalah register yang berfungsi menyimpan alamat EEPROM yang akan diakses. Untuk ATtiny2313, EEAR disebut juga EEARL (EEAR Low). Hanya perlu 7 bit LSB saja (EEAR0-EEAR6) untuk mengakses seluruh alamat EEPROM ATtiny2313. Nilai awal EEAR setelah direset tidak didefinisikan, jadi EEAR perlu diisi dengan alamat EEPROM yang benar sebelum data pada EEPROM diakses (dibaca/ditulis/dihapus).
2.
EEDR adalah register yang berfungsi untuk menyimpan data yang akan ditulis ke EEPROM dan data yang dibaca dari EEPROM.
3.
EECR adalah register yang berfungsi untuk mengontrol sinyal-sinyal kontrol untuk proses akses EEPROM.
(Remadhan, 2010 ; 13)
2.2
Fingerprint Fingerprint adalah salah satu bentuk biometrik, sebuah ilmu yang
menggunakan karakteristik fisik penduduk untuk mengidentifikasi. Sidik jari sangat ideal untuk tujuan ini karena mereka murah untuk mengumpulkan dan menganalisis, dan mereka tidak pernah berubah, bahkan dengan umur orang. Meskipun tangan dan kaki memiliki banyak daerah bergerigi yang dapat digunakan untuk identifikasi, sidik jari menjadi bentuk populer biometrik karena mereka mudah untuk mengklasifikasikan dan mengurutkan. Mereka juga dapat diakses. Sidik jari yang terbuat dari susunan pegunungan, yang disebut ridges gesekan. Setiap tonjolan berisi pori-pori, yang melekat pada kelenjar keringat di bawah kulit. Anda meninggalkan sidik jari di gelas, meja dan hanya hal-hal lain yang Anda sentuh karena keringat ini.
21
1. Semua punggung bentuk pola sidik jari yang disebut loop, whorls atau lengkungan: Loop dimulai pada satu sisi jari, kurva sekitar atau ke atas, dan keluar dari sisi lain. Ada dua jenis loop: Radial loop lereng ke arah ibu jari, sementara ulnaris loop lereng ke arah kelingking. 2. Whorls membentuk lingkaran atau pola spiral. 3. Lengkungan miring ke atas dan kemudian ke bawah, seperti gununggunung sangat sempit .Para ilmuwan melihat susunan, bentuk, ukuran dan jumlah baris dalam pola-pola sidik jari untuk membedakan satu dari yang lain. Mereka juga menganalisis karakteristik yang sangat kecil yang disebut hal-hal kecil, yang tidak dapat dilihat dengan telanjang mata . 2.1.1 Teknik Pembacaan pada Fingrprint Teknik pembacaan fingerprint oleh alat absensi menggunakan fingerprint antara lain : 1. Optis Pola sidik jari direkam atau scan dengan menggunakan cahaya. Alat perekam sidik jari atau fingerprint scanner yang digunakan adalah berupa kamera digital. Tempat untuk meletakkan ujung jari disebut permukaan sentuh scan area. Di bawah scan area, terdapat lampu atau pemancar cahaya yang menerangi permukaan ujung jari. Hasil pantulan cahaya dari ujung jari ditangkap oleh alat penerima yang selanjutnya menyimpan gambar sidik jari tersebut ke dalam memori.
Gambar 2.8 Jari yang Berada pada Scan Area (Sumber:http://www.mesinabsensifingerprint.com/2013/05/teknik-pembacaan-mesin-sidikjari.html#.VPfhWiw6Nf8)
22
2. Ultrasonik Teknik yang hampir sama dengan teknik yang digunakan dalam dunia kedokteran. Dalam teknik ini, digunakan suara dengan frekuensi sangat tinggi untuk menembus lapisan epidermal kulit. Suara frekuensi tinggi tersebut dibuat dengan menggunakan transducer piezoelectric. Setelah itu, pantulan energi tersebut ditangkap menggunakan alat yang sejenis. Pola pantulan ini dipergunakan untuk menyusun citra sidik jari yang dibaca. Dengan cara ini, tangan yang kotor tidak menjadi masalah. Demikian juga dengan permukaan scanner yang kotor tidak akan menghambat proses pembacaan.
3. Kapasitas Teknik yang menggunakan cara pengukuran kapasitas untuk membentuk citra sidik jari. Scan area berfungsi sebagai lempeng kapasitor, dan kulit ujung jari berfungsi sebagai lempeng kapasitor lainnya. Karena adanya ridge (gundukan) dan valley (lembah) pada sidik jari, maka kapasitas dari kapasitor masing-masing orang akan berbeda. Kelemahan ini adalah adanya listrik statis pada tangan. Untuk menghilangkan listrik statis ini, tangan harus ditanahkan (grounding).
Gambar 2.9 Pengukuran Kapasitas Jari pada Scan Area (Sumber:http://www.mesinabsensifingerprint.com/2013/05/teknik-pembacaan-mesin-sidikjari.html#.VPfhWiw6Nf8)
4. Thermal Menggunakan perbedaan suhu antara ridge dengan valley sidik jari untuk mengetahui pola sidik jari merupakan cara kerja teknik thermal.
23
Cara yang dilakukan adalah dengan menggosokkan ujung jari (swap) ke scan area. Bila ujung jari hanya diletakkan saja, dalam waktu singkat, suhunya akan sama karena adanya proses keseimbangan.
Gambar 2.10 Penggosokan jari pada scan area (Sumber:http://www.mesinabsensifingerprint.com/2013/05/teknik-pembacaan-mesin-sidikjari.html#.VPfhWiw6Nf8)
Demikian 4 Teknik Pembacaan Mesin Sidik Jari (Sensor Fingerprint) banyak digunakan di berbagai sistem pembacaan Mesin Fingerprint atau Mesin Sidik
Jari.(http://www.mesinabsensifingerprint.com/2013/05/teknik-pembacaan-
mesin-sidik-jari.html#.VPfhWiw6Nf8)
2.3
Motor Stepper Motor Stepper adalah salah satu jenismotor yang yang banyak digunakan
saat ini sebagai actuator, misalnya sebagai penggerak haed baca/tulis pada disk drive yang akan menetapkan posisi head baca /tulis diatas permukaan piringan diskette, penggerak head pada printer dan line feed control, dan yang lebih populer saat ini adalah aplikasi dalam bidang aplikasi dalam bidang robotik. Dengan bantuan mikroprosesor atau mikrokontroller perputaran motor dapat dikontrol dengan tepat sesuai keinginan dan terprogram. 2.3.1 Kontruksi Motor Stepper Sebenarnya yang membedakan motor stepper dengan jenis motor lainnya misalnya pada motor AC dan motor DC salah satunya adalah dari segi putarannya. Motor Stepper merupakan motor DC yang tidak mempunyai komutator. Umumnya motor stepper tidak mempunyai kumparan pada bagian
24
stator sedangkan pada bagian rotor merupakan magnet permanen (bahan ferromagnetic). Karena kontruksi inilah maka motor stepper dapat diatur posisinya pada posisi tertentu dan/ atau berputar ke arah yang diinginkan,apakah searah jarum jam atau sebaliknya. Motor stepper dapat berputar atau berotasi denagn sudut step yang bervariasi tergantung motor yang digunakan. Ukuran step (stepsize) dapat berada pada range 0,90 sampai 900 . Misalnya sudut step 7,50; 150; 300 dan seterusnya tergantung aplikasi atau kebutuhan yang diinginkan. Posisi putaranya pun relatif eksak dan stabil. Dengan adanya variasi sudut step tersebut akan lebih memudahkan untuk melakukan pengintrolan serta pengontrilannya dapat langsung menggunakan sinyal digital tanpa perlu menggunakan sirkuit closed-loop feedback untuk memonitor posisinya. Dengan alasan inilah maka motor stepper banyak digunakan sebagai actuator yang menerapkan sirkuit digital sebagaai pengontrol/driver,
maupun
untuk
interfacing
ke
piranti
yang
bebasis
mokroprosesor/mikrokontroller. (Syahrul.2012:267-268)
2.3.2
Jenis Motor Stepper Ada tiga jenis motor stepper yaitu motor stepper Magnet Permanen,
Variable reluctance, dan Hybrid. Semua jenis tersebut melakukan fungsi dasar yang sama, tetapi mempunya perbedaan penting pada beberapa aplikasi
1.
Permanent Magnet Stepper Motor Permanen Magnet (PM) Stepper Motor menggunakan magnet permanen sebagai rotornya. Jika kumparan medan 1 diberi energi listrik maka kutub selatan rotor akan tertarik menuju kumparan ini.
Jika
kumparan 1 tidak diberi energi dan kumparan 2 diberi energ maka rotor akan berputar dan menuju kumparan 2. Salah satu sifat motor stepper yang diinginkan adalah rotor akan mengarah kepada kutub yang terdekat meski tidak dialiri listrik. Akan terasa hentakan magnet jika memutar motor stepper dengan tangan. Gejala
25
ini disebut detent torque atau residual torque (torsi sisa). Torsi residu ini sangat diperlukan karena membuat motor berhenti pada step terakhir yang diperintahkan.
2.
Variable-Reluctance Stepper Motor Variable-Reluctance (VR) Stepper Motor pada rotornya tidak menggunakan magnet tetapi sebagai gantinya digunakan roda beri bergerigi (Gambar 2.10b) Memiliki rotor berbentuk silinder.Untuk bagian gigi memiliki hubungan dengan katup stator dan dengan gigi itu sendiri.Tipe sebuah motor VR ditunjukkan pada gambar dimana aliran arus sudah layak mengaliri lilitan kumpuran motor. Tenaga putar (sumber listrik) akan menghasilkan langkah yang berupa pemutar rotor pada posisi tidak terhubung garis edar minimum magnet.
Gambar 2.11 Variable-Reluctance Stepper Motor (Sumber:Jaja Kustidja.2010)
Pada posisi ini listrik statis akan menjadi stabil pada tenaga putaran tanpa tekanan yang diperlukan untuk memindahkan rotor dari posisi stabil. partikular ini tidak akan berada pada satu posisi absolut. Pada rata-rata motor banyak posisi stabil memberi energi untuk stator, yang mana sebuah perbedaan energi akan mengatur lilitan untuk tidak terhubung pada sumber statorakan mengubah medan magnet karena rotor pada posisi yang baru.
26
Gambar 2.12 Langkah Variable-Reluctance Stepper Motor (Sumber:Jaja Kustidja.2010)
Gambar 2.12 Langkah VR motor (potongan melintang stator memperlihatkan lilitan berfasa tunggal yang lengkap) a) tiga fasa melilit b) tiga fasa pemasangan kawat koreksi c) tiga fasa tabel eksitasi rangkap d) pijakan bentuk gelombang
3.
Motor Stepper Hibrid Motor Stepper ini lebih mahal dibandingkan PM-motor stepper, namun dengan penampilan yang lebih baik termasuk pengaruh resolusi langkah, torsi dan kecepatan. Ciri khas dari sudut langkahnya berkisar dari 36º hingga 0.9º (dengan 100-400 langkah per putaran). Motor stepper hybrid merupakan perpaduan bagian terbaik dari kedua motor stepper, PM dan VR. Rotornya bergigi banyak seperti VR dan pada bagian axis berisi magnet konsentrik disekitar batangnya. Gigi rotor memberikan lintasan
27
yang lebih baik untuk membiarkan fluks magnet memilih tempat yang disukai di dalam air gap.
Hal ini berlanjut pada ketahanan dan
karakteristik torsi dinamis ketika kita membandingkan dengan kedua jenis motor yang lain. (Jaja Kustidja.2010)
Gambar 2.13 Penampang Melintang Stepper Hibrid (Sumber:Jaja Kustidja.2010)
2.4
Driver Motor L239D Driver motor L293D merupakan IC yang didesain khusus sebagai driver
motor DC dan dapat dikendalikan dengan rangkaian TTL maupun mikrokontroler. Motor DC yang dikontrol dengan driver IC L293D dapat dihubungkan ke ground maupun ke sumber tegangan positif karena di dalam driver L293D sistem driver yang digunakan adalah totem pool. Dalam 1 unit chip IC L293D terdiri dari 4 buah driver motor DC yang berdiri sendiri sendiri dengan kemampuan mengalirkan arus 1 Ampere tiap drivernya. Sehingga dapat digunakan untuk membuat driver H-bridge untuk 2 buah motor DC. Konstruksi pin driver motor DC IC l293D adalah sebagai berikut.
28
+12V
8 2 Input 1A Input 1B Input 2A Input 2B
OUT1
IN1 7 10 15
3
IN2
+
IN3
-
OUT2 IN4
OUT3
6
Motor DC M1
11 +
Enable 1 Enable 2
1
-
EN1 9
OUT4
Motor DC M2
14
EN2
L293D
Gamabar 2.14 Contoh Penerapan Rangkaian Driver L293D pada Motor DC (Sumber:Syahrul.2012)
Fungsi Pin Driver Motor DC IC L293D 1.
Pin EN (Enable, EN1.2, EN3.4) berfungsi untuk mengijinkan driver menerima perintah untuk menggerakan motor DC.
2.
Pin In (Input, 1A, 2A, 3A, 4A) adalah pin input sinyal kendali motor DC.
3.
Pin Out (Output, 1Y, 2Y, 3Y, 4Y) adalah jalur output masing-masing driver yang dihubungkan ke motor DC.
4.
Pin VCC (VCC1, VCC2) adalah jalur input tegangan sumber driver motor DC, dimana VCC1 adalah jalur input sumber tegangan rangkaian kontrol dirver dan VCC2 adalah jalur input sumber tegangan untuk motor DC yang dikendalikan.
5.
Pin GND (Ground) adalah jalu yang harus dihubungkan ke ground, pin GND ini ada 4 buah yang berdekatan dan dapat dihubungkan ke sebuah pendingin kecil.
Feature Driver Motor DC IC L293D Driver motor DC IC L293D memiliki fitur yang lengkap untuk sebuah driver motor DC sehingga dapat diaplikasikan dalam beberapa teknik driver motor DC dan dapat digunakan untuk mengendalikan beberapa jenis motor DC.
29
Fituryang dimiliki driver motor DC IC L293D sesuai dengan datasheet adalah sebagai berikut : 1.
Wide Supply-Voltage Range: 4.5 V to 36 V
2.
Separate Input-Logic Supply
3.
Internal ESD Protection
4.
Thermal Shutdown
5.
High-Noise-Immunity Inputs
6.
Functionally Similar to SGS L293 and SGS L293D
7.
Output Current 1 A Per Channel (600 mA for L293D)
8.
Peak Output Current 2 A Per Channel (1.2 A for L293D)
9.
Output Clamp Diodes for Inductive Transient Suppression (L293D)
(Syahrul.2012)
2.5
Liquid Cristal Display (LCD) Liquid Crystal Display (LCD) adalah suatu display dari bahan cairan
crystal yang pengoperasiannya menggunakan sistem dot matriks.LCD berfungsi menampilkan suatu hasil sensor, menampilkan teks, atau menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroller. Pada perancangan sistem kunci elektronik ini, tipe Liquid Crystal Display (LCD) yang digunakan adalah tipe JHD162A yang merupakan piranti display yang mampu menampilkan karakter 16 kolom dan 2 baris (16 x 2). Berikut iniadalah contoh dari LCD 16 x 2 Module yang ada pada gambar dibawah ini.
Gambar 2.15LCD 16x2 (Sumber:elib.unikom.ac.id/download.php?id=9233)
Tabel 2.2 Deskripsi Pin LCD
30
PIN
Name
Function
1
VSS
Ground voltage
2
VCC
+5V
3
VEE
Contrast voltage
4
RS
5
R/W
6
E
7
DB0
Data bit 0, LSB
8
DB1
Data bit 1
9
DB2
Data bit 2
10
DB3
Data bit 3
11
DB4
Data bit 4
12
DB5
Data bit 5
13
DB6
Data bit 6
14
DB7
Data bit 7, MSB
15
BPL/LED+
Back Plane Light
16
GND/LED-
Ground voltage
Register Select 0 = Instruction Register 1 = Data Register Read/ Write, to choose write or read mode 0 = write mode 1 = read mode Enable 0 = start to lacht data to LCD character 1= disable
(Sumber:Afrie Setiawan.2011:7)
Karakter yang ditampilkan oleh LCD JHD162A, berupa tampilan alphanumeric dot matrix 5x7, yang diterjemahkan dari kode ASCII yang dikirimkan mikrokontroler melalui DB0–DB7. LCD JHD162A juga dilengkapi dengan backlight berupa LED yang sumber tegangannya terhubung pada pin 15 dan 16. (Syahrul. 2012: 238)
2.6
Power Supply
31
Daya untuk menjalankan rangkaian perangkat elektronika dapat diperoleh dari bernagai sumber yang salah satunya adalh power supply atau catu daya yang menghasilkan sumber dc. Sumber DC seringkali dapat menjalankan perangkat elktronika secara langsung , meskipun mungkin diperlukan beberapa cara untuk meregulasi dan menjaga suatu ggl agar tetap meskipun beban berubah-ubah. Energi yang paling mudah tersedia, yaitu arus bolakbalik, harus diubah (disearahkan) menjadi dc pulsa (pulsating dc). Pada dasranya setiap sistem atau perangkat elektronika seperti radio tape, televise, computer, dan lain-lain memerlukan sebuah sumber tegangan arus searah atau direct current (DC). Tentu saja untuk keperluan tersebut dapat digunakan sebuah baterai sebagai peralatan yang sesuai dan effektif. Pada sistem yang lebih besar, dimana tegangan dan daya yang diperlukan cukup besar, baterai sangat sulit digunakan dan harganya yang cukup mahal. Oleh karena itu, diperlukan suatu peralatan yang lebih baik dan mudah digunakan sebagai sumber tegangan dan dapat disesuaikan dengan kebutuhan pemakaian. Hal tersebut dapat diatasi dengan cara mengkonversi tegangan arus bolakbalik
(AC) ke tegangan DC pada nilai tertentu. Pekerjaan tersebut dapat
dilakukan melalui suatu rangkaian atau sistem yang dikenal dengan power supply. (Tomi Pebriansa Putra.2010.11-12)
AC AC
Beban Penyearah
Filter
Regulator
Gambar 2.16 Blok Diagram Power Supply (Sumber:Tomi Pebriansa Putra.2010.11-12)
