PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PENGAMAN PINTU RUMAH MENGGUNAKAN RFID BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16 Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Telekomunikasi
Oleh :
IRON BUTAR BUTAR NIM :1105062072
RICARDO NADAPDAP NIM : 1105061040
PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2014
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala petunjuk, rahmat dan karunia-Nya yang tak terhingga sehingga penulis dapat menyelesaikan rancangan proyek dan Laporan Tugas Akhir ini dengan baik dan tepat pada waktunya. Laporan Tugas Akhir ini berjudul “Perancangan dan Pembuatan Pengaman Rumah
pada
Pintu
Menggunakan
RFID
dengan
Tampilan
LCD
Berbasis
Mikrokontroller ATMega 16”, telah diperiksa dan dinyatakan selesai, serta dapat diajukan dalam sidang ujian. Ditulis untuk memenuhi syarat menyelesaikan Pendidikan Program Diploma 3 Program Studi Teknik Telekomunikasi Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapatkan bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak berupa informasi, material maupun spiritual. Pada kesempatan ini kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu, mendoakan dan memberikan dukungan kepada kami dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada: 1. Bapak M. Syahruddin, S.T., M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Bapak Junaidi, S.T., M.T., sebagai Kepala Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan; 3. Bapak Ir.Suhaili Alifuddin, M.Eng., sebagai Kepala Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan dan juga sebagai Dosen Pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan dukungan dalam pembuatan Tugas Akhir ini; 4. Bapak M. Rusdi, S.T., M.T., sebagai Wali kelas TK-6A yang telah memberikan nasehat dan dukungan dalam pembuatan Tugas Akhir ini; 5. Seluruh Staf dan Dosen Jurusan Teknik Elektro khususnya Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan; 6. Kepada Abang dan Kakak khususnya di Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan; 7. Semua teman-teman seperjuangan yang sama-sama merasakan pahit manisnya menjalani perkuliahan di Politeknik Negeri Medan khususnya Program Studi Teknik Telekomunikasi kelas TK-6A, TK-6B, TK-6C, dan TK-6D; iv
8. Teristimewa untuk Ayahanda dan Ibunda kami tercinta dalam mencurahkan cinta dan kasih sayangnya kepada Ananda, serta dukungan moril dan materil; 9. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Dengan segala kerendahan hati, penulis menyadari adanya kekurangan dalam pembuatan tugas akhir ini. Untuk itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dan bermanfaat dalam penyempurnaan laporan Tugas Akhir ini. Semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca pada umumnya dan penulis khususnya.
Medan, Hormat Kami
Penulis
v
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSETUJUAN ..........................................................................
i
LEMBAR PENGESAHAN ...........................................................................
ii
KATA PENGANTAR ....................................................................................
iii
DAFTAR ISI ...................................................................................................
vi
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
x
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
xii
ABSTRAK ......................................................................................................
xiii
BAB 1 PENDAHULUAN ..............................................................................
1
1.1. LatarBelakang .............................................................................
1
1.2. Tujuan .........................................................................................
2
1.3. PerumusanMasalah .....................................................................
3
1.4. BatasanMasalah ..........................................................................
3
1.5. MetodePenulisan .........................................................................
4
1.6. SistematikaPenulisan ..................................................................
5
BAB 2 DASAR TEORI ..................................................................................
6
2.1. Pengertian Pengaman Pintu Rumah ...........................................
6
2.2. RFID (Radio Frequency Identification) ........................................
7
vi
2.3. LCD (Liquid Crystal Display).........................................................
11
2.4. Servo ...........................................................................................
13
2.5. Limit Switch
..........................................................................
14
2.6. Mikrokontroler............................................................................
15
2.6.1. Sejarah Mikrokontroler ……………………………………… 16 2.6.2. Mikrokontroler AVR Atmega16 ……………………………… 19 2.6.3. Arsitektur Atmega16 ………………………………………..
20
2.6.4. Konfigurasi Pin AVR ATMega16………………………………. 21
2.7. Perangkat Lunak ………………………………………………… 25 2.7.1. Pemrograman Bahasa C …………………………………… 25 2.7.2. CodeVisionAVR …………………………………………… 25
2.8. Flowchart ………………………………………………………. 28
BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN .........................................
30
3.1. Blok Diagram Sistem ..................................................................
30
3.2. Rangkaian Power Supply (PSA) .................................................
31
3.3 Rangkaian Mikrokontroller ATmega16 …………………….
31
3.4. Rangkaian RFID Reader ……………………………………...
34
vii
3.5 Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) .…………………… 36 3.6 Rangkaian Servo ……………………………………………
36
3.7 Rangkaian Buzzer ……………………………………………
37
3.8 Rangkaian Indikator LED …..................................................
38
3.9 Rangkaian SWITCH LIMIT ....................................................
39
3.10 Rangkaian Tombol ………………………………………….
40
3.11 Rangkaian Lengkap Alat …………………………………..
40
3.12 Flowchart Rancangan Sistem Keamanan Pintu ....................
41
3.13 Perancangan dan Pembuatan Jalur PCB …………………….. 43 3.13.1. Pembuatan PCB .........................................................
44
3.13.2. Pemeriksaan dan Perbaikan Jalur PCB ......................
45
3.13.3. Pembuatan PCB .........................................................
45
3.14. Penyolderan Komponen .........................................................
46
3.15. Perakitan ( Assembling ) .........................................................
47
3.16. Perancangan Program .............................................................
47
BAB 4 PENGUJIAN DAN ANALISA .........................................................
49
4.1. PengujianKoneksiAntaraHandphonedenganKomputer ..............
49
viii
4.2. PengujianKoneksiAntaraKomputerdenganRangkaian Driver ....
51
4.3. PengujiandanAnalisaRangkaian Driver ......................................
52
4.4. PengujiandanAnalisaKeadaanBebanMenggunakanWebcam ......
52
4.5. PengujianAlatSecaraKeseluruhan ...............................................
53
BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN ................................................................
56
5.1. Simpulan .....................................................................................
56
5.2. Saran ...........................................................................................
57
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
58
LAMPIRAN ....................................................................................................
59
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
2.1. Konektor USB 2.0 ..................................................................................
9
2.2. Penetapan kaki konektor .........................................................................
10
2.3. PortParalel DB-25...................................................................................
11
2.4. Tampilan Port DB-25 .............................................................................
15
2.5. Webcam HV-V612..................................................................................
16
2.6. KonstruksiLampuPijar ............................................................................
20
2.7. Kotak Dialog New Project ......................................................................
23
2.8. Toolbar Visual Basic...............................................................................
25
3.1. Blok Diagram Sistem..............................................................................
31
3.2. Rangkaian Driver Relay .........................................................................
34
3.3. RangkaianSwitching ...............................................................................
34
3.4. Schematic (each Darlington pair) ...........................................................
36
3.5. Diagram Logic ULN2803 .......................................................................
36
3.6. Layout PCB rangkaiansecarakeseluruhan ..............................................
40
3.7. Tampilanawalpenginstallan software .....................................................
43
x
3.8. Tampilan Environment ...........................................................................
43
3.9. Informasi Lisensi Software .....................................................................
44
3.10. Pilihan tipe penginstallan........................................................................
44
3.11. Proses Penginstallan ...............................................................................
45
3.12. Input kode lisensi ....................................................................................
45
3.13. Input data pengguna ................................................................................
46
3.14. Tampilan akhir penginstallan software ...................................................
46
3.15. Flow Chart Sistem ..................................................................................
47
4.1. TampilanTeamViewerpadakomputerdanhandphone...............................
50
4.2. Pengujiankabel parallel DB-25 ...............................................................
51
4.3. Pengujianrangkaiansecarasederhana.......................................................
51
4.4. Rangkaian Driver ....................................................................................
52
4.5. Tampilanwebcam pada Visual Basic ......................................................
53
4.6. Tampilan Awal Visual Basic ..................................................................
54
xi
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
2.1. Keterangan pin pada port parallel ...........................................................
14
2.2. Menu danFungsiPerintah ........................................................................
24
2.3. Tombol Toolbar ......................................................................................
25
2.4. Tombol Toolbox danFungsinya..............................................................
27
xii
DAFTAR GAMBAR GambarHalaman
Gambar 2.1. RFID Tag.......................................................................................... 6
Gambar 2.2. RFID READER ................................................................................ 8
Gambar 2.3. Bentuk Fisik LCD M1632..................................................................9
Gambar 2.4. Konfigurasi LCD M1632 ................................................................ 12
Gambar 2.5. Bentuk Fisik Motor Servo............................................... ................. 15
Gambar 2.6 Bentuk Fisik Limit Switch ............................................................... 16
Gambar 2.7. Konstruksi Limit Switch dan Simbol Limit Switch..........................17
Gambar. 2.8. Arsitektur Komputer Von Neumann................................................19
Gambar 2.9. Intel 4004.......................................................................................... 21
Gambar 2.10.TMS 1000........................................................................................ 22
Gambar 2.11. Konfigurasi Pin Atmega16............................................................. 25
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian ..................................................................
Gambar 3.2. Skematik Rangkaian Power Supply (PSA) ...................................... 27
Gambar 3.3. Skematik Rangkaian Mikrokontroller ATmega16 ........................... 28 x
Gambar 3.4. Skematik RFID Reader .................................................................... 28
Gambar 3.5. Skematik Rangkaian LCD................................................................ 29
Gambar 3.6. Skematik Rangkaian Servo .............................................................. 29
Gambar 3.7. Skematik Rangkaian Buzzer ............................................................. 29
Gambar 3.8. Skematik Rangkaian LED ................................................................ 30
Gambar 3.9. Konstruksi Limit Switch dan Simbol Limit Swith ......................... 30
Gambar 3.10. Skematik Rangkaian Tombol ......................................................... 37
Gambar 3.11 Skematik Rangkaian Lengkap Alat ………………………………40
Gambar 3.12. Flowchart Rangkaian Keseluruhan ............................................... 40
Gambar 3.13 Layout PCB rangkaian secara keseluruhan ……………………….41
Gambar 3.14. Pemilihan Tipe File ........................................................................ 41
Gambar 3.15. Dialog konfirmasi tentang penggunaan CodeWizardAVR ............ 42
Gambar 3.16. Pemilihan Tipe Mikrokontroller dan Cristal .................................. 42
Gambar 3.17. Setting PORTB .............................................................................. 43
Gambar 3.18. Setting Komunikasi Serial.............................................................. 43
Gambar 3.19. Generate, Save and Exit ................................................................. 44 xi
Gambar 3.20. Tampilan Editor CodeVision AVR ................................................ 44
Gambar 4.1. Membuat Koneksi Serial Menggunakan Hyperterminal .................. 45
Gambar 4.2. Setting Komunikasi Serial sesuai ketentuan Modem Wavecom...... 46
Gambar 4.3. Tampilan Jendela Hyperterminal ..................................................... 47
Gambar 4.4. Test mengirimkan SMS dari Modem Wavecom menggunakan Hyperterminal ke HP User .................................................................................... 47
Gambar 4.5. SMS yang diterima HP User dari Modem Wavecom menggunakan Hyperterminal ....................................................................................................... 48
Gambar 4.6. Kotak Dialog Pembuatan Project Baru ............................................ 49
Gambar 4.7. Kotak Dialog Tampilan Wizard ....................................................... 50
Gambar 4.8. Pemasangan Dowloader ke AVR ..................................................... 51
Gambar 4.9. Kotak Dialog Jika Tidak Terjadi Kesalahan .................................... 52
xii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Rumah merupakan tempat melepas lelah, tempat berkumpul keluarga, dan banyak peristiwa-peristiwa penting yang terjadi di dalamnya. Rumah difasilitasi sedemikian rupa agar pemiliknya merasa nyaman sebagai penghuni. Tidak jarang pula pemiliknya menyimpan sedikit harta benda di dalam rumah. Salah satu keinginan setiap orang adalah agar selalu merasa aman ketika hendak meninggalkan rumah mereka. Mengingat semakin tingginya kasus pencurian yang terjadi, banyak pemilik rumah yang khawatir kehilangan harta bendanya. Hal inilah yang mendasari perlu dibuat alat pengaman pintu. Sebelumnya juga ada alat sistem pengaman pintu rumah menggunakan keypad, akan tetapi alat tersebut memiliki kelemahan atau kekurangan yaitu orang lain dapat mengetahui kode pengaman yang telah kita gunakan setiap harinya, selain itu ada juga alat pengaman pintu rumah berbasis sms, alat ini juga mempunyai kekurangan yaitu handphone pemilik tidak dapat beroperasi jika jaringan sibuk atau terputus atau juga pada saat didaerah blank spot. Alat yang dibuat berbasis pembacaan ID berupa Radio Frequency Identification (RFID) sehingga hanya pemilik kartu id saja yang hanya bisa mengaksesnya. Penggunaanya pun sangatlah mudah dimana pemilik hanya menunjukan ID card pada RFID reader. Jika selain pemilik yang mencoba maka pintu rumah tersebut tidak akan terbuka melainkan ada kata yang muncul di LCD. Piranti berbasis RFID digunakan karena disini yang dibutuhkan hanya kartu ID dipilih agar pengguna merasa lebih nyaman dan keamanannya lebih ketat lagi. 1
2
Dengan adanya pembuatan alat ini maka akan mengurangi tindakan kriminal terutama pencurian, selain itu harga relatif murah dan tidak merepotkan penggunanya.
1.2 Rumusan Masalah Dalam pelaksanaan pembuatan alat ini, diperkirakan akan muncul beberapa permasalahan sebagai berikut: 1.Bagaimana membuat alat pengaman rumah dengan menggunakan RFID berbasis ATMega 16 ? 2. Bagaimana menerapkan mikrokontroller ATMega 16 sebagai pengendali system keamanan pada suatu pintu? 3. Bagaimana cara mengenali /membedakan kartu agar dapat di identifikasi oleh RFID tersebut ?
1.3
Tujuan Adapun tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Membuat alat yang dapat mengaktifkan pintu rumah dengan menggunakan pembaca ID berupa RFID. 2. Menerapkan mikrokontroller ATMega 16 sebagai pengendali system keamanan pada suatu pintu. 3. Mengenali /membedakan kartu agar dapat di identifikasi oleh RFID tersebut.
3
1.4
Batasan Masalah Batasan masalah dalam pembuatan sistem ini adalah: 1. Pusat
kendali
menggunakan
mikrokontroller
ATMEGA16
dengan
pemograman bahasa C. 2. Alat pengaman pintu rumah menggunakan RFID berbasis mikrokontroller ATMEGA16 menggunakan Tag RFID yang berfungsi sebagai pembuka kunci pengaman.
