PROTOTYPE ALAT PENGAMAN PINTU KOS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 32 TUGAS AKHIR

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PROTOTYPE ALAT PENGAMAN PINTU KOS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 32

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Mencapai Gelar Ahli Madya Program DIII Teknik Informatika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret

Disusun oleh : FRISKA KARTIKA ARDYASARI NIM. M3209031

PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit to user 2012

i


digilib.uns.ac.id

commit to user

ii


digilib.uns.ac.id

ABSTRACT

Friska

Ardyasari

Kartika,

2012.

DOOR

SAFETY

DEVICE

PROTOTYPE BASED ON MIKROKONTROLER ATMEGA32. Diploma III

Program Informatics Faculty of Mathematics and Sciences University eleven March Surakarta.

High crime rate, especially burglary in the boarding house, encourages the implementasion of boarding door safety device which can give effective security dorm room. The purpose of this project is to build a door safety device to improve security in a boarding room.

This tool was designed as a boarding house door security system with a sophisticated security system using a microcontroller circuit. The device based on ATMega microcontroller system and used a DC motor as a lock on the door. Door safety device was equipped with 16x2 LCD that would display the codes or passwords to unlock the door automatically. The main system of the device had two parts, system for outdoors (outside the room) and indoors (inside the room). For outdoor system, if the password was entered correctly then the door would open, if the password failed for three times the input device would be disabled. For indoor system consisted of four buttons, which was to close the door, opened doors, disabled the front keypad and enabled front keypad. There was a timer/counter to determine the last time the door opened.

From the result of trial can be obtained a final conclusion that the use of door safety device using password is very effective in maintaining the room security that can select person who entered the room. commit to user

iii


digilib.uns.ac.id

sHALAMAN ABSTRAK

Friska Kartika Ardyasari, 2012. PROTOTYPE ALAT PENGAMAN

PINTU KOS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 32. Program

Diploma III Teknik Informatika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Tingkat kriminalitas yang tinggi terutama pencurian pada rumah kos mendorong adanya pembuatan alat pengaman pintu kos yang mampu memberikan keamanan kamar kos yang efektif. Tujuan pembuatan alat ini adalah meningkatkan keamanan kamar kos sehingga sistem keamanan lebih maksimal.

Alat ini dirancang sebagai sistem keamanan pintu kos dengan prinsip kerja menggunakan rangkaian mikrokontroler ATMEGA32. Alat yang dirancang mempergunakan sistem motor DC sebagai pengunci pada pintu kos. Alat pengaman pintu ini dilengkapi dengan LCD 16x2 sebagai antarmukan pengguna yang akan menampilkan kode-kode atau password untuk membuka pintu kamar kos secara otomatis. Dalam alat yang dirancang terdapat dua modul, yaitu modul untuk di luar ruangan dan modul untuk di dalam ruangan. Untuk bagian luar ruangan, apabila password yang dimasukan benar maka pintu akan terbuka, apabila tiga kali memasukan password salah maka keypad untuk input akan didisable. Bagian dalam terdapat empat tombol yaitu untuk menutup pintu, membuka pintu, disable keypad depan dan enable keypad depan. Terdapat timer/counter untuk mengetahui terakhir kalinya pintu dibuka.

Dari hasil pengamatan uji coba dapat disimpulkan bahwa penggunaan alat pengaman pintu kos menggunakan password sangat efektif dalam menjaga keamanan ruangan yang dapat menyeleksi orang yang masuk kamar.

commit to user Kata Kunci : ATMega 32, password, alat pengaman pintu

iv


digilib.uns.ac.id

HALAMAN MOTTO

‘’You’ll never know till you have tried’’

commit to user

v


digilib.uns.ac.id

HALAMAN PERSEMBAHAN

Tugas Akhir ini saya persembahkan untuk :

Allah SWT Papa mamaku tercinta Seseorang yang senantiasa mengingatkan dan mensupport saya Dosen pembimbing saya bapak Nanang Maulana, S.Si Teman-teman MATIC’2009 Teman-teman DESTROYER , bunga, andien, dhevi, tyas, fitri

commit to user

vi


digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR

Puji syukur alhamdulillah penulis panjatkan atas kehadiran Allah SWT, atas limpahan karunia, rahmat, dan hidayahnya, sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul “PROTOTYPE ALAT PENGAMAN PINTU KOS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 35” dengan sebaik-baiknya. Laporan tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat mencapai gelar Ahli Madya Program Diploma III Teknik Informatika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuian Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta. Ucapan terimakasih penulis sampaikan kepada pihak yang telah membantu dalam penyelesaian tugas akhir, antara lain :

1.

Nanang Maulana, S. Si, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir atas arahan dan bimbingannya

2.

Papa dan Mama tercinta

3.

Teman – teman D3 Teknik Informatika

4.

Semua pihak yang telah membantu dalam pelaksanaan dan penyusunan laporan Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi

semua pihak terutama mahasiswa Diploma III Teknik Informatika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Surakarta,

Penulis.

commit to user

vii

2012


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................ ii HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iii HALAMAN ABSTACT .................................................................................. iv HALAMAN ABSTRAK ................................................................................. v HALAMAN MOTTO ...................................................................................... vi HALAMAN PERSEMBAHAN ..................................................................... vii KATA PENGANTAR .................................................................................... viii DAFTAR ISI ................................................................................................... ix DAFTAR TABEL ........................................................................................... xi DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xii DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xiii BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1 1.1 Latar Belakang Masalah ................................................................ 1 1.2 Perumusan Masalah ....................................................................... 1 1.3 Batasan Masalah............................................................................. 1 1.4 Tujuan ........................................................................................... 1 1.5 Manfaat ......................................................................................... 3 1.6 Metodologi Penelitian ................................................................... 3 1.7 Sistematika Penulisan .................................................................... 3 BAB II LANDASAN TEORI .......................................................................... 5 2.1 Perangkat Keras ............................................................................ 5 2.1.1 Mikrokontroler ATMega 32 ................................................. 5 2.1.2 LCD ( Liquid Crystal Display )............................................ 8 2.1.3 Relay..................................................................................... 10 2.1.4 Keypad 4x4 .......................................................................... 11 2.1.5 Motor DC ............................................................................. 11 2.2 Perangkat Lunak............................................................................ 12 commit to user 2.2.1 BASCOM ............................................................................. 12

viii


digilib.uns.ac.id

BAB III DESAIN DAN PERANCANGAN SISTEM ..................................... 13 3.1 Analisa Kebutuhan ...................................................................... 13 3.1.1 Perangkat Keras (Hardware) .............................................. 13 3.1.1.1 Rangkain Power Supply.................................................. 13 3.1.1.2 Rangkaian Mikrokontroler .............................................. 13 3.1.1.3 Rangkaian Keypad .......................................................... 14 3.1.1.4 Rangkaian LCD .............................................................. 14 3.1.1.5 Rangkaian Motor DC ...................................................... 15 3.1.2 Perangkat Lunak (Software) .............................................. 16 3.1.3 Perangkat Pendukung......................................................... 16 3.2 Perancangan Sistem .................................................................... 17 3.2.1Diagram Blok ...................................................................... 17 3.2.2 Skematik Keseluruhan Rangkaian ..................................... 18 3.3 Algoritma Program ...................................................................... 18 BAB IV IMPLEMENTASI DAN ANALISA ................................................. 23 4.1 Blok Rangkaian ........................................................................... 23 4.1.1 Blok Masukan .................................................................... 23 4.1.2 Blok Mikrokontroler Atmega 32........................................ 24 4.1.3 Blok User Interface ............................................................ 24 4.2 Rangkaian Keseluruhan ............................................................... 25 4.3 Pegujian Rangkaian ..................................................................... 25 4.3.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega 32 ........... 25 4.3.2 Pengujian Keypad dan LCD .............................................. 27 4.4 Proses Kerja Pengaman Pintu Kos ATMega 32 ......................... 29 4.5 Pegujian Sistem ........................................................................... 29 4.6 Realisasi Prototype...................................................................... 31 BAB V PENUTUP .......................................................................................... 32 5.1 Kesimpulan ................................................................................. 32 5.2 Saran ........................................................................................... 32 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 34 commit to user LAMPIRAN ..................................................................................................... 35

ix


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Konfigurasi Pin LCD 16x2 ............................................................. 10 Tabel 4.1 Pegujian Mikrokontroller ATMega 32 ............................................ 26 Tabel 4.2 Konfigurasi Pin LCD dengan Mikrokontroler ................................. 27 Tabel 4.3 Pengujian keypad dan LCD ............................................................. 28 Tabel 4.4 Tabel fungsi tombol keypad ............................................................. 30

commit to user

x


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1 Atmega 32 .................................................................................... 5 Gambar 2.2 Pin ATMega 32 ............................................................................ 6 Gambar 2.3 LCD 16x2 ..................................................................................... 8 Gambar 2.4 Pin LCD ....................................................................................... 9 Gambar 2.5 Relay............................................................................................. 10 Gambar 2.6 Keypad 4x4 .................................................................................. 11 Gambar 2.7 Motor DC sederhana .................................................................... 12 Gambar 3.1 Rangkaian Power Supply ............................................................. 13 Gambar 3.2 Rangkaian mikrokontroler............................................................ 14 Gambar 3.3 Rangkaian Keypad ....................................................................... 14 Gambar 3.4 Rangkaian LCD ............................................................................ 15 Gambar 3.5 Rangkaian Motor DC ................................................................... 16 Gambar 3.6 Diagram Blok ............................................................................... 17 Gambar 3.7 Rangkain Keseluruhan ................................................................. 18 Gambar 3.8 Flowchart Utama .......................................................................... 19 Gambar 3.9 Flowchart Buka Pintu ................................................................... 20 Gambar 3.10 Flowchart Ganti Password ......................................................... 21 Gambar 3.11 Flowchart Tombol Dalam .......................................................... 22 Gambar 4.1 Blok Masukan Keypad 4x4 ......................................................... 23 Gambar 4.2 Blok Mikrokontroler ATMega 32 ............................................... 24 Gambar 4.3 Blok User Interface ..................................................................... 24 Gambar 4.4 Gambar rangkaian keseluruhan tampak depan............................ 25 Gambar 4.5 Skema Pengujian Mikrokontroller pada Port A .......................... 26

commit to user

xi


digilib.uns.ac.id

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1 ...................................................................................................... 36 Lampiran 2 ....................................................................................................... 37 Lampiran 3 ....................................................................................................... 39 Lampiran 4 ....................................................................................................... 41

commit to user

xii


digilib.uns.ac.id

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Masalah Adanya Universitas Sebelas Maret di Solo yang merupakan salah satu perguruan tinggi negeri

yang mengundang banyak pelajar dari

penjuru Indonesia untuk menimba ilmu disana. Banyak mahasiswa yang bertempat tinggal jauh dari kampus memutuskan untuk kos di sekitar kampus. Hal ini dimanfaatkan oleh penduduk sekitar kampus untuk mendirikan bisnis kos mahasiswa. Selain kampus UNS terdapat pula universitas swasta di sekitar UNS sehingga di daerah UNS menjadi daerah pelajar dan juga daerah bisnis rumah kos. Tak sedikit keluh kesah penghuni kos yang kerap mengalami pencurian di kamar kos. Kejadian pencurian di rumah kos bukanlah hal yang jarang terdengar. Hal ini membuat resah penghuni kos atas keamanan kamar kos. Meskipun sudah terkunci terkadang masih dibobol tanpa sepengetahuan pemiliknya. Mengingat pentingnya keamanan kamar kos maka diperlukan pengamanan sesuai dengan perkembangan teknologi yang bekerja secara efektif dan efisien untuk mengamankan kamar kos

sehingga dapat

mengamankan barang-barang yang ada di ruangan. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, maka dibuat suatu prototype alat pengaman pada pintu kamar

kos

berbasis

mikrokontroller

ATMega

32

sebagai

hardwarenya yang didukung dengan LCD sebagai tampilan password sesuai dengan angka yang dimasukkan.

Dengan adanya rancangan

peralatan ini diharapkan orang-orang yang dapat masuk kamar kos lebih selektif dan benda-benda yang ada didalamnya tetap aman. commit to user

1

2 digilib.uns.ac.id


1.2

Perumusan Masalah Dari latar belakang tersebut maka dicari suatu perumusan masalah yaitu

bagaimana

membuat

protoype

pengamanan

pintu

dengan

menggunakan mikrokontroler ATMega 32.

1.3

Batasan Masalah Ruang lingkup alat pengaman pintu dibatasi pada: 1. Pembuatan prototype alat pengaman pintu menggunakan ATMega 32. 2. Menu utama yaitu enter password dan ganti password. 3. Terdapat tombol pendukung untuk membuka pintu, menutup pintu, disable keypad depan dan enable keypad depan. 4. Terdapat timer/counter untuk mengetahui waktu terakhir kali pintu dibuka. 5. Software yang digunakan yaitu Basic Compiler (BASCOM) AVR.

1.4

Tujuan dan Manfaat Penelitian

1.4.1 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk merancang sebuah sistem pengaman pintu kos berbasis mikrokontroler ATMega 32 adalah sebagai salah satu alternatif cara yang efektif dalam memberikan pengamanan terhadap kamar kos.

commit to user

3 digilib.uns.ac.id


1.4.2 Manfaat Penelitian Manfaat dari perancangan alat ini adalah memberikan suatu alternatif sistem pengamanan kepada kamar kos untuk lebih memberikan rasa aman kepada pemilik kamar kos, selain itu peneliti ingin menambah kemampuan dibidang

mikrokontroler, serta merupakan sarana untuk

mengaplikasikan dan menerapkan ilmu pengetahuan yang telah dipelajari di d3-teknik informatika UNS. 1.5

Metodologi Penelitian Metode yang dipakai dalam penulisan tugas akhir ini yaitu :

1.5.1 Studi kepustakaan. Metode ini dilakukan untuk mendapatkan landasan dan referensi teori dengan membaca buku dan artikel lainnya sebagai literatur sumber teori dasar guna mendukung dalam perancangan alat dan pembuatan naskah 1.5.2

Metode Observasi Metode ini dilaksanakan dengan mengadakan pengamatan, perancangan dan pembuatan alat yang telah direncanakan.

1.6

Sistematika Penulisan Sistematika penulisan laporan tugas akhir sebagai berikut: 1. BAB I Pendahuluan Bab ini memuat tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, metode penelitian dan sistematika laporan. 2. BAB II Landasan Teori Bab ini memuat tentang referensi penunjang yang menjelaskan tentang fungsi dari perangkat-perangkat yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir ini. Dalam hal ini perangkat yang digunakan adalah mikrokontroler ATMega16, LCD dan komponen lainnya. commitpendukung to user

4 digilib.uns.ac.id


3. BAB III Analisa dan Perancangan Bab ini memuat tentang penjelasan mengenai perancangan dari perangkat yang akan dibuat. 4. BAB IV Hasil dan Pembahasan Bab ini memuat tentang hasil pengujian dari perangkat yang dibuat beserta pembahasannya. 5. BAB V Penutup Bab ini memuat tentang kesimpulan dan saran dari pembuatan tugas akhir ini.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB II LANDASAN TEORI

Prototype alat pengaman pintu kos merupakan alat yang berfungsi untuk mengamankan ruangan agar barang-barang yang ada di ruangan tersebut dalam kondisi aman, serta untuk menyeleksi orang yang berhak menggunakan ruangan tersebut.

Peralatan pengaman pintu kos secara garis

besar terdiri dari 2 perangkat yaitu perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software).

Pada perangkat keras terdiri dari mikrokontroler ATMega32,

LCD 16x2, relay, motor DC dan keypad 3x4. Sedangkan perangkat lunak menggunakan BASCOM untuk pemrogaman mikrokontrolernya. 2.1

Perangkat Keras

2.1.1 Mikrokontroler ATMega 32 Menurut Winoto ( 2008), Mikrokontrol AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) standar memiliki arsitektur 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing). AVR dapat dikelompokkan menjadi empat kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral dan fungsinya.

Gambar 2.1. Atmega 32

commit to user 5

6 digilib.uns.ac.id


2.1.1.1 Feature ATMega 32 ATMega32 adalah mikrokontroler keluarga AVR produksi Atmel dengan fitur sebagai berikut. a. Mikrokontroler AVR 8 bit yang memiliki kemampuan tinggi dengan daya rendah b. Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi 16 MHz c. Memiliki kapasitas Flash memori 32 Kbyte , EEPROM 1Kbyte, dan SRAM 2 Kbyte d. Saluran I/O sebanyak 32 buah yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D e. CPU yang terdiri dari 32 buah register f. Unit interupsi internal dan eksternal g. Tiga buah timer/counter dengan kemampuan pembandingan h. Real time counter dengan oscillator tersendiri i.

4 channel PWM

j.

8 channel 10 bit ADC

2.1.1.2 Konfigurasi Pin ATMega32 Gambar 2.2 merupakan kaki standart 40 pin DIP mikrokontroler AVR ATmega 32. Berikut penjelasan umum susunan kaki Atmega 32.

commit to user

Gambar 2.2. Pin ATMega 32


a.

7 digilib.uns.ac.id

VCC merupakan pin masukan positif catu daya. Setiap peralatan elektronika digital tentunya butuh sumber catu daya yang umumnya sebesar 5V, itulah sebabnya PCB kit mikrokontroler selalu ada IC regulator 7805.

b.

GND merupakan pin ground

c.

Port A (PA0 – PA7) merupakan pin I/O dua arah dan dapat diprogram sebagai pin masukan ADC.

d.

Port B (PB0 – PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus yaitu, timer/counter, analog comparator, SPI.

e.

Port C (PC0 – PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, analog comparator, Timer Oscilator.

f.

Port D (PD0 – PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus yaitu analog comparator, interupsi eksternal, komunikasi serial.

g.

RESET merupakan pin untuk me-reset mikrokontroler

h.

XTAL1 & XTAL2 merupakan pin untuk clock eksternal. Suatu mikrokontroller membutuhkan sumber detak (clock) agar dapat mengeksekusi instruksi yang ada di memori. Semakin tin ggi nilai kristalnya, maka semaik cepat mikrokontroller tersebut.

i.

VCC merupakan pin input tegangan ADC

j.

AREF merupakan pin input tegangan referensi

2.1.1.3 Memory ATMega memory terbagi menjadi 3, yaitu : a.

Memory Flash

Adalah memory ROM tempat kode-kode program berada. Kata flash menunjukkan jenis ROM yang dapat ditulis dan dihapus secara elektrik. b.

Memory Data

commit to user Adalah memory RAM yang digunakan untuk keperluan program

8 digilib.uns.ac.id


c.

EEPROM

Adalah memory data yang dapat mengendap ketika chip mati (off ), digunakan untuk keperluan penyimpanan data yang tahan terhadap gangguan catu daya. 2.1.2 LCD ( Liquid Crystal Display ) Menurut Putra (2008), LCD adalah susunan kristal cair halus, rapi dan teratur yang berupa titik cahaya. Sumber cahaya dalam susunan perangkat LCD adalah lampu neon berwarna putih`yang terletak di bagian belakang susunan kristal cair. Jumlah cahaya atau pixel pada LCD bisa mencapai puluhan ribu bahkan jutaan. Pixel inilah yang membentuk tampilan citra. Kutub kristal cair yang dilewati oleh arus listrik akan berubah karena pengaruh polarisasi medan elektromagnetik yang timbul.

Gambar 2.3. LCD 16x2

Menurut Roosseno (2008), LCD dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian depan panel LCD yang terdiri dari banyak dot atau titik LCD dan mikrokontroler yang menempel pada bagian belakang panel LCD yang berfungsi untuk mengatur titik-titik LCD sehingga dapat menampilkan huruf, angka, dan simbol khusus yang dapat terbaca. Data yang ditampilkan pada LCD merupakan data ASCII( American Standart Code Internasional Interchange), data ini telah mengkodekan nilai alphabet dan commit to user numerik menjadi data digital. Konfigurasi pin LCD ASCII diterima dan

9 digilib.uns.ac.id


diolah LCD menjadi titik-titik LCD yang terbaca sebagai huruf, angka, dan simbol khusus. LCD 16x2 adalah tipe LCD yang terdiri dari dua baris dan dapat menampilkan 16 karakter untuk tiap barisnya, satu karakter ditampilkan pada dot matriks 5x8 pada LCD dengan demikian LCD 16x2 terdiri dari 32 buah dot matriks 5x8. LCD 16x2 ini terdapat 16 pin yang memiliki fungsi yang berbeda-beda yaitu sebagai Vss, Vcc, V kontras, Rs, R/W, En, D0..D7, V+ BL, dan V-BL.

Gambar 2.4 Pin LCD

Berikut adalah tabel konfigurasi pin LCD 16x2. PIN NUMBER

SYMBOL

FUNCTION

1

Vss

Ground

2

Vdd

+3V or +5V

3

Vo

Contrast Adjustment

4

Rs

H/L Register Select Signal

5

R/W

H/L Read and Write Signal

6

E

H -> L Enable Signal

7

DB0

H/L Data Bus Line

8

DB1

H/L Data Bus Line

9

DB2

H/L Data Bus Line

10

DB3

H/L Data Bus Line

11

DB4

commit to user H/L Data Bus Line

10 digilib.uns.ac.id


PIN NUMBER

SYMBOL

FUNCTION

12

DB5

H/L Data Bus Line

13

DB6

H/L Data Bus Line

14

DB7

H/L Data Bus Line

15

A/Vee

+4.2V for LED/Negative Voltage Output

16

K

Power Supply for B/L (0V)

Tabel 2.1 Konfigurasi Pin LCD 16x2 (http://reehokstyle.blogspot.com/2010/03/akses-lcd-16x2.html, 2012)

2.1.3 Relay Menurut

Budiharjo

(2007),

relay

merupakan

komponen

elektromekanikal yang mengubah energi listrik menjadi energi gerak. Relay berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik yang dikontrol dengan memberikan tegangan dan arus tertentu pada koilnya. Sebuah relay tersusun atas kumparan, pegas, saklar (terhubung pada pegas) dan 2 kontak elektronik (normally close dan normally open) a. Normally close (NC) : saklar terhubung dengan kontak ini saat relay tidak aktif atau dapat dikatakan saklar dalam kondisi terbuka. b. Normally open (NO) : saklar terhubung dengan kontak ini saat relay aktif atau dapat dikatakan saklar dalam kondisi tertutup.

Gambar 2.5 Relay (http://ivanclinton.blogspot.com/2011/05/relay.html, 2012)

commit to user



2.1.4 Keypad 4x4 Menurut Sulistyanto (2008), Keypad yang sering digunakan dalam sistem mikrokontroler adalah keypad matriks. Keypad terdiri dari tombol-tombol, konektor-konektor baris dan onektor kolom. Keypad terdiri dari rangkaian tombol yang berfungsi untuk memberi sinyal pada suatu rangkaian dengan menghubungkan jalur-jalur tertentu. Keypad terdiri dari beberapa macam berdasarkan jumlah tombol dan fungsinya. Keypad 4x4 merupakan tombol push-button yang disusun secara matriks yang terdiri dari 4 kolom dan 4 baris.

Pada umunya, interfacing keypad

4x4 menggunakan pola scanning. Bentuk fisik dari keypad ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Gambar 2.6 Keypad 4x4

2.5

Motor DC Menurut Bintoro (2000), Mesin Listrik yang mampu mengubah energi listrik arus searah menjadi tenaga mekanik adalah motor DC. Tenaga mekanik yang diperoleh dari sebuah motor listrik berupa tenaga putar atau rotasi pada rotor. Torsi yang dihasilkan oleh motor DC dapat digunakan untuk tenaga penggerak pada starter motor atau mbil, conveyor, elevator dan mainan anak-anak. Prinsip kerja dari arus searah adalah commit to user



membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet. Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen.

Gambar 2.7 Motor D.C Sederhana

2.2

Perangkat Lunak

2.2.1 BASCOM Menurut Malik (2003), BASCOM-AVR adalah salah satu tool untuk pengembangan/pembuatan program untuk kemudian ditanamkan dan dijalankan pada microcontroller terutama microcontroller keluarga AVR . BASCOM-AVR juga bisa disebut sebagai IDE (Integrated Development Environment) yaitu lingkungan kerja yang terintegrasi, karena disamping tugas utamanya (meng-compile kode program menjadi file HEX / bahasa mesin). Sesuai dengan namanya BASCOM (Basic Compiler) bahasa yang digunakan adalah bahasa BASIC. BASCOM-AVR juga memiliki kemampuan / fitur lain yang berguna sekali, contoh : - Terminal (monitoring komunikasi serial) -

Programmer (untuk menanamkan program yang sudah di-compile ke microcontroller). commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB III DESAIN DAN PERANCANGAN SISTEM

3.1

Analisa Kebutuhan Dalam pembuatan Prototype Alat Pengaman Pintu Kos ini membutuhkan beberapa perangkat keras ( hardware ), perangkat lunak ( software ) dan alat-alat pendukung antara lain:

3.1.1 Perangkat Keras (Hardware) 3.1.1.1 Rangkaian Power Supply Rangkaian ini terdiri dari tansformator yang berfungsi mengubah tegangan dari AC ke DC. Rangkaian dioda D1 dan D2 berfungsi untuk menyearahkan gelombang AC ke DC sebagai penyetabil tegangan digunakan regulator 7805.

Gambar 3.1 Rangkaian Power Supply

3.1.1.2 Rangkaian Mikrokontroler Mikrokontroler ATmega 32 digunakan sebagai komponen utama pada rangkaian kendali.

Mikrokontroller menjadi otak dari perancangan

alat, yang selanjutnya siap dihubungkan ke rangkaian input maupun output, Pada Gambar 3.2 ditunjukkan rangkaian minimum sistem dari mikrokontroler ATMega32. Pada to rangkaian minimum terdapat rangkaian commit user 13



pembangkit osilator dengan Kristal 11095200 Hz serta dua buah kapasitor 22 pF. Terdapat juga rangkaian reset yang digunakan untuk mereset mikrokontroler.

Atmega 32

Gambar 3.2 Rangkaian mikrokontroler

3.1.1.3 Rangkaian Keypad Prototype alat pengaman pintu kos dilengkapi dengan modul keypad matriks 4x4 sebagai tombol input data masukan. Untuk keypad yang akan digunakan, tombol A untuk menu enter password, tombol B untuk menu ganti password, tombol C untuk log last visit dan sebagai masukan data password user. Pada keypad 4x4 dihubungkan dengan port A pada ATMega 32 yaitu dari kaki A0 sampai A7.

Gambar to 3.3user Rangkaian Keypad commit



3.1.1.4 Rangkaian LCD LCD digunakan sebagai antarmuka pengguna dengan alat dan menampilkan tampilan aksi yang dilakukan user seperti input password, ganti password, disable keypad dan enable keypad. Pada perancangannya LCD menggunakan ukuran 16x2, 16 kolom dan 2 baris matriks karakter. Mikrokontroler mengendalikan LCD menggunakan port C dengan 6 jalur data, antara lain 4 pin terhubung ke DB4-DB7 dan 2 pin terhubung ke Rs dan En.

Gambar 3.4 Rangkaian LCD

3.1.1.5 Rangkaian Motor DC Untuk keluaran motor DC ditambahkan IC ULN sebagai alat serba guna yang sangat bermanfaat untuk mengendalikan beban pada motor dc dan relay. Motor DC digunakan untuk mengubah energi listrik ke energi gerak untuk menggerakkan slot pintu sehingga pintu dapat tertutup atau terbuka.

R1

atau relay 1

digunakan untuk

mengaktifkan dan

menonaktifkan motor. R2 atau relay 2 digunakan untuk maju mundurnya pintu.

commit to user



R1

R2

Gambar 3.5 Rangkaian Motor DC

3.1.2 Perangkat Lunak (Software) a. Bascom-AVR Aplikasi ini digunakan untuk

menuliskan program yang akan

disimpan dalam ekstensi *.BAS. Kemudian di-compile menjadi ekstensi *.hex. b. Khazama AVR Programmer. Aplikasi ini digunakan untuk mendownload program ke dalam mikrokontroler ATMega 32.

3.1.3 Peralatan Pendukung a. Solder Alat

pendukung

yang

digunakan

untuk

memanaskan

menyambung komponen-komponen elektronika. b. Cutter Alat yang digunakan untuk memotong aklirik. c. Bor Alat yang digunakancommit untuk membuat to user lubang pada papan.

dan



3.2

Perancangan Sistem

3.2.1 Diagram Blok Blok diagram alat Pengaman pintu kos ditunjukkan pada Gambar 3.6. Relay

Motor DC

Power Supply

ATMega 32

LCD 16x2

Keypad Matrix

Gambar 3.6 Diagram Blok

Gambar 3.6 menunjukkan prinsip kerja keseluruhan dari rangkaian yang dibuat. Berikut penjelasan dari tiap blok: a. Blok Power Supply Menyuplai tegangan ke sistem, antara lain ke mikrokontroller, LCD, Motor DC dan Keypad b. Blok Keypad Tombol input data masukan berupa pemilihan menu dan pengaturan password alat. c. Blok Mikrokontroler Atmega 32 Memproses

data

yang

diperoleh dari

input-an

mengaktifkan LCD, Motor DC, dan juga relay. d. Blok LCD Sebagai antarmuka pengguna dengan alat. e. Relay Mengatur beban yang masuk ke motor DC. f. Motor DC

commit to user Mengubah energi listrik ke gerak.

keypad

dan



3.2.2 Skematik Keseluruhan Rangkaian Berikut adalah skematik rangkaian keseluruhan dari pengaman pintu :

Gambar 3.7 Rangkain Keseluruhan

3.3

Algoritma Program Sebelum masuk ke

tahapan pemrograman, perlu dilakukan

pembuatan flowchart terlebih dahulu untuk memudahkan pebuatan program dan memberikan gambaran tentang kerja sistem. Berikut flowchart yang telah dibuat adalah sebagai berikut.

commit to user



mulai

inisialisasi

Apakah tombol A ditekan?

tidak

Tombol B ditekan

ya

Prosedur buka pintu

Prosedure ganti password

end

Gambar 3.8 Flowchart utama

commit to user



start

inisialisasi

Cek keypad

tidak

Apakah tombol A ditekan?

masukkan password

tidak

Apakah password benar?

tidak

Index i + 1

ya

i=3?

ya

Buka pintu Block keypad

tidak T2 ditekan? Reset default

Tutup pintu

end

Gambar 3.9 Flowchart Buka Pintu

commit to user



start

inisialisasi

Cek keypad

tidak

Apakah tombol B ditekan?

masukkan password lama

Apakah password benar?

tidak

tidak

Index i + 1

i=3?

ya

ya

Masukkan password baru

Block pintu

Simpan password

Reset default

end

Gambar 3.10 Flowchart Ganti Password

commit to user



mulai

inisialisasi

T1

T2

T3

T4

Buka pintu

Tutup pintu

Disable keypad

Enable keypad

end

Gambar 3.11 Flowchart Tombol Dalam

Pada flowchart diatas memiliki keterangan sebagai berikut : T1 alias tombol buka pintu T2 alias tombol tutup pintu T3 alias tombol disable keypad T3 alias tombol enable keypad

Setelah

flowchart

dibuat,

tahapan

selanjutnya

adalah

menuliskan program. Adapun tahapannya adalah menuliskan program dan meng – compile pada software Bascom-AVR. dan men – download – kan ke dalam mikrokontroler ATMega 32 dengan menggunakan software Khazama AVR Programmer commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB IV IMPLEMENTASI DAN ANALISA

Tugas akhir ini menghasilkan dua bagian, yang pertama adalah perangkat keras (hardware) yang berupa hasil susunan dari beberapa komponen elektronika yang membentuk alat pengaman pintu kos. Dalam rangkaian elektronik

terdapat

mainboard.

Dalam

Mainboard

terdapat

rangkaian

mikrokontroler dan komponen-komponen elektronik lainnya yang mendukung rangkaian untuk dijadikan fungsi sebagai otak atau pengendali utama pada alat. Mikrokontrolernya terdapat beberapa PIN yang dijadikan input output. Rangkaian Mikrokontroler ini dibagi menjadi beberapa blok, yaitu blok masukan, blok mikrokontroler, blok user interface. Bagian kedua adalah perangkat lunak (software) yang berupa program yang digunakan untuk menjalankan alat. 4.1

Blok Rangkaian

4.1.1 Blok Masukan Blok masukan dari rangkaian ini yaitu keypad 4x4 dan empat t ombol dalam yang dihubungkan dengan Atmega 32.

Blok Masukan

Gambar 4.1

Blok Masukan Keypad 4x4

commit to user 23



4.1.2 Blok Mikrokontroler ATMega 32 Blok mikrokontroler Atmega 32 terdiri dari rangkaian ATMega 32. Pada ATMega 32 terdapat beberapa PIN yang berfungsi sebagai input – output. 8 Analog Input pin keypad depan yaitu A0-A7 dan 4 Analog Input pin tombol belakang yaitu D0-D3. 6 analog output pin LCD yaitu C2-C7 dan 2 analog output pin motor DC yang telah dihubungkan ke uln yaitu D6-D7.

Blok mikrokontroller ATMega 32 Gambar 4.2

Blok Mikrokontroler ATMega 32

4.1.3 Blok User Interface Blok user interface terdiri dari LCD (Liquid Crystal Disolay). LCD disini digunakan untuk menampilkan karakter tulisan berupa perintah memasukkan password dan notifikasi bila password salah. LCD juga sebagai penghubung antarmuka antara pengguna dengan alat. terhubung dengan ATMEGA 32 melalui pin C2, C3, C4, C5, C6, C7.

Gambar 4.3

Blok User Interface

commit to user

LCD



4.2

Rangkaian Keseluruhan Pada bagian ini menampilkan keseluruhan dari rancangan rangkaian yang dibuat. Dari rangkaian masukan, rangkaian mikrokontroler dan rangkaian user interface. Pada rangkaian ATMega 32 membutuhkan aliran tegangan sebesar 5 volt. Pada rangkaian ATMega 32 terdiri dari beberapa modul yang digunakan sebagai input dan output sebagai pengendali utama atau proses yang akan digunakan untuk mengendalikan alat. Sebagai pengendali input mikrokontroler ATMega 32 dihubungkan dengan keypad. Sedangkan pada output, ATMega 32 dihubungkan dengan LCD.

Gambar 4.4

4.3

Gambar rangkaian keseluruhan tampak depan

Pengujian Rangkaian

4.3.1 Pengujian mikrokontroller ATMega 32 Pengujian pada mikrokontroler ATMega 32 ini dilakukan dengan menghubungkan rangkaian minimum mikrokontroler ATMega 32 dengan 8 buah LED. Pengujian dilakukan pada setiap port ATMega 32 dari kaki 0 sampai 7. commit to user



Program bertujuan untuk menyalakan dan mematikan LED secara bergantian selama 2 detik secara berulang. Setelah program di –download – kan pada mikrokontroler dan diadakan pengujian, mikrokontroler dapat berjalan sesuai dengan program yang telah diisikan. Maka rangkaian minimum mikrokontroler ATMega 32 tersebut telah bekerja dengan baik.

Gambar 4.5 skema pengujian mikrokontroller pada port A

Port A

Port B

Port C

Port D

Input

Output

input

Output

input

output

input

output

1

0000 0001

5

0000 0101

255

1111 1111

3

0000 0011

4

0000 0100

7

0000 0111

45

0010 1101

65

0100 0001

32

0010 0000

43

0010 1011

57

0011 1001

123

0111 1011

132

1000 0100

211

1101 0011

233

1110 1001

122

0111 1010

Tabel 4.1 Pegujian Mikrokontroller ATMega 32

commit to user



4.3.2 Pengujian Keypad dan LCD Pengujian pada keypad 4x4

dan LCD ini dilakukan dengan

menghubungkan rangkaian keypad pada mikrokontroler ATMega 32 di port A.0 – A.7 dan rangkaian LCD pada port C yaitu D4-D7 masuk ke port C4-C7 ATMega 32, Rs masuk ke port C2 dan enable masuk ke port C3. No

Pin LCD

Pin Mikrokontroller

1

RS

PORTC.2

2

Enable

PORTC.3

3

DB4

PORTC.4

4

DB5

PORTC.5

5

DB6

PORTC.6

6

DB7

PORTC.7

Tabel 4.2 Konfigurasi Pin LCD dengan Mikrokontroler

Setelah program di –download – kan pada mikrokontroler dan diadakan pengujian, LCD dan keypad dapat berjalan sesuai dengan program yang telah diisikan. Maka rangkaian keypad dan LCD tersebut telah bekerja dengan baik.

commit to user



Input

Output

1

1

2

2

A

Enter Password

D

Log terakhir

Gambar

pintu dibuka

commit to user

Tabel 4.3 Pengujian keypad dan LCD



4.4

Proses Kerja Pengaman Pintu ATMega 32 a. Alat akan aktif apabila dihubungkan dengan power supply dengan status alat dalam keadaan terkunci atau “lock”. b. Jika pengguna menekan tombol A pada keypad maka program akan menuju ke perintah “enter password” untuk membuka pintu. c.

Jika password yang dimasukkan salah sampai 3x maka alat akan terblok dan tidak dapat bekerja. Untuk mengaktifkannya kembali harus di-reset ke pengaturan default.

d. Jika pengguna menekan tombol B pada keypad maka program akan menuju ke menu ganti password untuk mengganti password. e. Terdapat empat tombol yang dipasang pada belakang alat yaitu tombol buka pintu, tutup pintu, disable keypad depan dan enable keypad depan. f.

Untuk melihat log last visit maka dengan menekan tombol # maka akan terlihat waktu terakhir pintu dibuka.

4.5

Pengujian Sistem Pengujian ini bertujuan untuk memastikan bahwa seluruh sistem alat baik hardware maupun software

dapat bekerja dengan baik,

pengujian ini dapat disebut juga sebagai pengujian untuk menyinkronkan antara hardware dan software tersebut. Hardware dari alat ini terdiri dari mikrokontroler sebagai prosessor untuk mengendalikan motor pengunci pintu, mikrokontroler mendapat input keypad matriks 4x4 dan motor pengunci dihubungkan dengan PORTD 6 dan 7 sedangkan PORTA Mikrokontroler ATMega 32 dihubungkan dengan keypad. Saat pertama alat ini dihidupkan status alat dalam keadaan mengunci serta LCD dipasang pada PORTC. Untuk menguji kerja sistem secara keseluruhan, dilakukan simulasi sistem bedasarkancommit alur kerja alat, yaitu terdiri dari : to user



a. User mengubah password. Secara fungsional pada alat ini terdapat dua menu yaitu menu buka pintu dan menu ganti password, pada pengujian selanjutnya dilakukan penggantian kode atau password jadi untuk mengubah password perlu dimasukkan password lama setelah itu baru dimasukkan password baru. Untuk mengubah kode password kita harus memilih menu ganti password dengan menekan tombol ’’ B’’, setelah itu dimasukkan password lama dan diganti dengan password baru, selama 2000ms maka password baru akan tersimpan. b. User masuk ke dalam Untuk masuk ke dalam, user harus memasukkan password melalui keypad. Berikut merupakan tabel fungsi tombol dari keypad : Tombol

Fungsi

A

Enter password buka pintu

B

Ganti password

C

Tutup pintu

D

Melihat last visit

1-0

Digit kombinasi password Tabel 4.4 Tabel fungsi tombol keypad

Untuk masuk kedalam kamar maka harus masuk ke menu enter password terlebih dulu dengan menekan tombol ‘’A’’, setelah memasukkan password dan benar maka pintu akan terbuka. Jika salah maka akan ada notifikasi “password salah”. Dalam meng-input password diberi kesempatan sampai tiga kali input-an, jika salah maka alat akan ter-block. Password yang dimasukkan adalah 4 digit dari commit to user kombinasi angka 0-9, jika kode benar pintu akan terbuka kemudian



lampu indikator berwarna hijau akan menyala sedangkan jika kode salah maka pengunci pintu akan tetap berada pada posisi lock (mengunci).

c. User keluar Setelah password benar dan pintu terbuka, user dapat masuk ke dalam kamar. User dapat mengendalikan pintu dari empat tombol didalam yang tersedia. Yaitu tombol untuk menutup pintu, membuka pintu, men-disable keypad depan dan meng-enable-nya kembali. Jika user akan keluar kamar tidak perlu memasukkan password, cukup menekan tombol buka pintu kemudian untuk menutupnya kembali yaitu dengan menekan tombol “C” pada keypad. Jika pintu akan menutup maka lampu indikator berwarna biru. Untuk mengetahui log last visit yaitu terakhir kali pintu dibuka dengan menekan tombol “D” pada keypad.

4.6

Realisasi Prototype Pembuatan alat pengaman pintu kos yang direalisasikan maka untuk CD room dapat diganti dengan pintu kayu atau pintu apapun. Berikut rincian alat yang digunakan dan harganya : -Mikrokontroller (atmega 256) = Rp. 200.000 -Mikro Board = Rp. 200.000 -Display + keypad = Rp. 100.000 -Power supply = Rp. 200.000 -UPS = Rp. 500.000 -Servo High = Rp. 300.000 -Box + Case = Rp. 500.000 -Rangka Alumunium = Rp. 200.000 commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Dari hasil perancangan sistem, dapat ditarik kesimpulan yaitu telah berhasil dibuat prototype sistem pengaman pintu kos dengan keunggulan sebagai berikut. a. Sistem pengaman pintu kos ini dapat bekerja dengan baik apabila pengguna memasukkan password dengan benar sehingga dapat membuka kunci pintu, sedangkan bila password yang dimasukkan salah sampai tiga kali maka sistem pengaman akan terblock. b. Pengguna dapat mengubah password sesuai dengan keinginan, apabila password lama dirasa kurang aman atau telah diketahui orang lain maka pengguna dapat mengubah kode dengan menekan tombol “B”. Selanjutnya password

baru

secara

otomatis

akan

tersimpan

pada

memory

mikrokontroller ATmega 32. c. Pengguna dapat mengetahui log waktu terakhir kalinya pintu dibuka.

5.2 Saran Dari hasil perancangan sistem, maka disarankan : a. Untuk menyempurnakan sistem alat maka diperlukan hardware tambahan yaitu RTC sehingga jam pada alat akan berjalan meskipun alat mati dan mengganti Atmega32 dengan Atmega64 yang memory nya lebih besar sehingga segala instruksi dapat berjalan lancar. b. Sistem pengaman ini dapat diaplikasikan dalam bentuk lain yaitu menggunakan sistem buka tutup pintu seperti ruang rahasia(pribadi), pintu garasi, pintu gerbang, pintu penyimpanan uang di Bank, dan lainlainnya.

commit to user 32



c. Untuk

pengembangan

pengaman

ruangan

menggunakan

sistem

mikrokontroller ATmega 32 dapat menggunakan input infrared, RF-ID, laser, sidik jari, dan remote kontrol.

commit to user

PROTOTYPE ALAT PENGAMAN PINTU KOS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 32 TUGAS AKHIR

Recommend Documents