Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
RANCANG BANGUN AKSES PINTU KELUAR MASUK MENGGUNAKAN PIN BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S52 Eko Ihsanto1, Jhacson Priyanto Simanjuntak2 1,2 Jurusan Elektro, Universitas Mercu Buana Jl. Meruya Selatan, Kebun Jeruk - Jakarta Barat. Telepon: 021-5857722 (hunting), 5840816 ext. 2600 Fax: 021-5857733 Email:
[email protected] Abstrak - Perkembangan teknologi
untuk dapat memasuki ruangan atau
semakin maju, sehingga manusia
gedung. Sistem pengendali utama
berusaha sekeras mungkin untuk
dari
merealisasikan
mikrokontroller
alat
–
alat
peralatan
pendukung
untuk
mendapatkan
berfungsi
kemudahan
dan
kenyamanan.
keputusan.
Perkembangan teknologi
ini
adalah
AT89S52
sebagai
yang
pembuat
yang
Penekanan nomor PIN pada papan
seperti ini tidak hanya pada dunia
kunci ( keypad ) merupakan sinyal
industri saja, melainkan diberbagai
masukan
bidang. Pemikiran untuk membantu
oleh mikrokontroller untuk dapat
mengatasi
mengaktifkan
masalah
keamanan
yang
kemudian
rangkaian
diolah
driver
pada suatu ruangan yang selama
motor DC dimana perputaran motor
ini
DC ini mengakibatkan membuka
masih banyak
pencurian tidak
saat
berada
aktivitas
pemilik
rumah
ditempat.
Oleh
karena itu pada penelitian
ini
dibangun
sistem
yang
dapat
mencegah
pihak
yang
tidak
dan
menutupnya
ruangan.
Kata
pintu
Kunci
:
suatu Pintu,
Mikrokontroller, Motor DC, Keypad
PENDAHULUAN
berwenang untuk masuk ke dalam
Perkembangan ilmu dan teknologi
dan keluar dari ruangan
saat
tersebut,
ini
telah
menyumbangkan
maka digunakan PIN ( Personal
berbagai kemudahan bagi manusia
Identification
dalam
Number
) sebagai
melakukan
tugas
atau
kode akses untuk dapat melewati
pekerjaannya. Perkerjaan yang biasa
ruangan. PIN yang terdiri dari 4
dilakukan
angka digunakan sebagai kunci
diselesaikan
Vol.4 No.1 Januari 2013
secara secara
manual
dapat
otomatis
6
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
dengan kenyamanan dan keamanan
pada
manusia itu sendiri. Hal ini dimulai
pembuatannya
dengan
dalam
ditemukannya
pengolahan
sinyal
teknik
rangkaian
Integral
Circuit
membuat
dan
),
lebih
kehandalan
yang
dengan
dapat
instrument dengan
ketelitian
yang
teknologi dapat
level
Chip,
saat
ini
dilakukan sehingga
dihasilkan Single Microcomputer ( SCM
kecil
dan
adanya
terintegrasi (
bentuk
menjadi
teknik
era
).
Untuk
membedakannya
Mikrokontroler
(
Microcontroller ). Mikrokontroler salah
satu
AT89S52
dari
sekian
adalah banyak
sangat tinggi. Salah satu komponen
mikrokontroler
rangkaian terintegrasi
digunakan dalam alat “ akses pintu
digital
dengan kepadatan komponen besar (
keluar
LSI : Large Scale Intergration ) atau
berbasis mikrokontroler AT89S52 ”.
kepadatan pada kompenen yang
Sebagai masukan ( input ) untuk
sangat besar (VLSI : Very Large
mikrokontroler AT89S52, digunakan
Scale
adalah
Keypad dengan struktur 3 x 4 ( m x
microprocessor)
n ) yaitu 3 kolom dan 4 baris.
Integration)
mikroprosesor(
masuk
yang ada, yang
menggunakan
dengan kompleksitas yang sangat
Sedangkan
tinggi
Programable Read Only Memory (
sehingga
kemampuan
mempunyai
sebagai
unit
Electrical
pin
Eraseable
EEPROM ) yang digunakan sebagai
pemproses pusat ( CPU : Central
tempat
penyimpanan data yang
Processing Unit ).
bersifat Non – volatile.
Mikroprosesor adalah bagian CPU dari sebuah komputer tanpa memori,
KONFIGURASI
I / O ( Input / Output ), dan perangkat
Dalam perancangan alat akses pintu
lain yang dibutuhkan oleh suatu
keluar
sistem yang lengkap. Bila komponen
berbasis
ini dengan dikombinasikan dengan I /
ini, peneliti mempunyai pemikiran
O dan memori ( RAM : Random
untuk membantu mengatasi masalah
Acces Memory
keamanan pada suatu
),
maka
terbentuklah sebuah mikrokomputer (
yang
CM : Microcomputer
aktivitas
Vol.4 No.1 Januari 2013
),
dimana
masuk
menggunakan pin
mikrokontroler AT89S52
selama
ruangan
ini masih banyak
pencurian
saat
pemilik
7
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
rumah tidak berada ditempat. Inti dari cara kerja alat ini adalah benar atau tidaknya penekanan nomor PIN ( Personal Identification Number ) pada papan kunci ( keypad ) sebagai kode akses untuk dapat memasuki ruangan, penekanan pada keypad merupakan
sinyal masukan
Diagram Blok Alat
yang
Pada dasarnya alat yang dibuat
akan diproses oleh mikrokontroler
merupakan sebuah alat pengaman
.Sebelum melakukan pembuatan alat
ruangan yang pada sebuah pintu
maka
dengan
langkah
awal
melakukan suatu
adalah rancangan
menggunakan
PIN
(
Personal Identification Number )
dimana pada perancangan dilakukan
sebagai
pembuatan diagram blok dan skema
ruangan tersebut. Pada saat catu
rangkaian untuk setiap blok dengan
daya dihidupkan maka keypad akan
pungsi
dengan
melakukan proses scan kemudian
diharapkan.
keypad akan mengirimkan sinyal ke
kemudian setiap blok dihubungkan
mikrokontroler untuk diproses, bila
dengan tempat dan kebutuhannya
sesuai dengan data pin yang diminta
sehingga membentuk sistem dari alat
maka
dari alat yang diharapkan. Pada saat
menampilkan melalui LCD, dan
perancangan
disalurkan
tertentu
spesifikasi
alat
sesuai yang
dilakukan
juga
kunci
untuk
membuka
mirokontroler
ke
pembalik
akan
putaran
pemilihan komponen yang sesuai
motor / motor driver kemudian
dengan kebutuhan dan kinerja alat
motor akan
agar mendapatkan hasil yang sesuai
pintu
keinginan
mengenai
dan
beroprasi
dengan
bergerak
dan limit
membuka
berhenti switch
setelah 2
yang
maksimal.
menandakan pintu sudah terbuka.
DIAGRAM BLOK SISTEM
Sebaliknya jika data yang diterima
Dalam membuat
merancang alat
terlebih
diagram blok alat yang dibuat,
dibawah
gambar blok diagram
Vol.4 No.1 Januari 2013
dan
oleh mikrokontroler tidak sesuai
dahulu
dengan data pin yang diminta maka
akan ini adalah
mikrokontroler akan menampilkan melalui LCD dan tanda alarm akan
8
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
berbunyi. Alarm yang digunakan
Gambar
berupa buzzer.
Mikrokontroller AT89S52
PERANCANGAN PERANGKAT KERAS
RANGKAIAN CATU DAYA Pembuatan
ELEKTRONIK
RANGKAIAN
SISTEM
Rangkaian
catu
daya
dilakukan terlebih dahulu agar
MININUM
proses selanjutnya dapat lebih
MIKROKONTROLLER AT89S52
mudah karena semua rangkaian
Rangkaian
yang
sistem
minimum
akan
dirancang
mikrokontroler ini otak rangkaian
membutuhkan
keseluruhan yang akan mengolah
Kebutuhan
data dari input yang masuk. Sebagai
rangkaian adalah 12V dan 5V.
pengendali mikrokontroler
digunakan
IC
AT89S52
yang
mempunyai
banyak
antara
lain
bahasa
yang
mudah
sumber
arus.
daya
untuk
catu
kemudahan pemrograman
dipelajari,
sudah
mengandung 4 Kbyte flash memory, RAM 128 byte, 32 jalur I / O, dua timer 16 bit, 5 vektor interupsi 2 level, port serial dua arah, rangkaian detak ( clock ). Disamping itu harga IC
tersebut
cukup
murah
dan
banyak tersedia dipasaran. Rangkaian lengkap
mikrokontroler
ditunjukkan pada gambar
AT89S52
Gambar Rangkaian Catu Daya
Karena mikrokontroller AT89S52 dan
komponen
lainnya
membutuhkan tegangan 12V dan 5V maka digunakan IC regulator dalam rangkaian catu daya, yang fungsinya
untuk
menstabilkan
tegangan output . Untuk keluaran 12V digunakan IC 7812 untuk
keluaran
dan
5V digunakan
IC 7805.
Dioda tipe
1N 4001
digunakan
sebagai
penyearah.
Sementara
Kapasitor
digunakan
untuk menekan ripple yang terjadi.
Vol.4 No.1 Januari 2013
9
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
Untuk indikator yang menandakan
mempunyai lebar display 2 baris 16
keluaran
kolom atau biasa disebut sebagai
catu
digunakan
daya
LED
yang aktif yang
diberi
LCD Character 2x16, dengan 16 pin
pembatas arus ( resistor ) agar
konektor, display karakter pada LCD
dapat menyala dengan baik.
diatur oleh pin EN, RS dan RW. Jalur EN dinamakan Enable. Jalur
RANGKAIAN PENAMPIL LCD
ini digunakan untuk memberitahu
LCD berfungsi sebagai display untuk
LCD
menampilkan jumlah pin dan sebagai
mengirimkan sebuah data. Untuk
keterangan
mengirimkan data ke LCD, maka
benar
– salahnya pin
yang telah ditekan.
bahwa
anda
sedang
melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Ketika dua jalur yang lain telah siap, set EN dengan logika “1” dan tunggu untuk sejumlah waktu tertentu ( sesuai
Gambar Rangkaian LCD 16 x 2
) dan berikutnya set EN ke logika
Tabel Spesifikasi LCD 16 x 2 PIN 1 2 3 4
SYM B V DD V0 RS
LEVEL – – – H/L
low “0”
FUNCTION Power, GND Power, 5V Power, for LCD Drive Register Select Signal H: Data Input
5
R/W
H/L
dengan datasheet dari LCD tersebut
lagi.
Jalur
RS
adalah
jalur Register Select. Ketika RS berlogika
low
“0”,
data
dianggap sebagai sebuah
akan
perintah
H: Data Read (LCD–
atau instruksi khusus ( seperti clear
>MPU)
screen, posisi kursor dll ). Ketika RS
6
E
H,H–
L: Data Write (MPU– Enable
7–
DB 0
H/L
Data Bus:Sofware
14
–
15 16
NC NC
berlogika high “1”,
data
yang
dikirim adalah data text yang akan
selectable 4–or 8–bit – –
NOT CONNECTED NOT CONNECTED
ditampilkan
pada
display
LCD.
Sebagai contoh, untuk menampilkan
Modul LCD Character dapat dengan
huruf “T” pada layar LCD maka
mudah
RS harus diset logika high
dihubungkan
mikrokontroller
seperti
dengan AT8535.
LCD yang akan kita praktikumkan ini
Vol.4 No.1 Januari 2013
Jalur
RW adalah
“1”.
jalur kontrol
Read / Write. Ketika RW berlogika
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
low ( 0 ), maka informasi pada bus
Secara umum motor DC berlaku
data akan dituliskan pada layar LCD.
persamaan GGL lawan, yang ada
Ketika RW berlogika high ”1”, maka
hubungannya
program akan melakukan pembacaan
sebagai berikut,
memori
dari
dengan
kecepatan
E b = K m .φ. ω
LCD.
Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low ”0”. Pada akhirnya, bus data terdiri dari
dengan: ω
4 atau 8 jalur ( bergantung pada
dalam putaran perdetik ( pps ) E b =
mode operasi
GGL
user
yang
dipilih
oleh
). Pada kasus bus data 8 bit,
jalur diacukan
sebagai
DB0
s/d
= kecepatan motor
lawan yang dibangkitkan
oleh jangkar ( volt ) φ= fluks perkutub ( weber ) Motor
DC
DB7 Beberapa perintah dasar yang
magnet permanen mempunyai medan
harus dipahami adalah inisialisasi
magnet yang konstan (φ) sehingga
LCD Character.
kecepatan motor dipengaruhi
dan
berbanding lurus dengan tegangan RANGKAIAN BUZZER Buzzer berfungsi sebagai alarm jika terjadi kesalahan pada sistem
belitan
jangkar.
Kurva
tegangan-
kecepatan dari suatu motor DC ada saat beban nol terlihat pada gambar.
atau proses penekanan pin yang diminta. Buzzer dihubungkan ke port 1.0 pada mikrokontroler dan aktif jika diberi logik 1.
Gambar Grafik tegangan motor DC Motor
DC
mempunyai
dua
bagian dasar yaitu : 1. Gambar Rangkaian Buzzer RANGKAIAN DRIVER MOTOR L293D
Bagian
diam
/
tetap
(stasioner) yang disebut stator. Stator ini menghasilkan medan magnet, baik yang dibangkitkan dari sebuah koil (elektromagnetik) atau magnet
Vol.4 No.1 Januari 2013
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
permanen. Bagian stator terdiri dari
putaran motor pada gerakan pintu.
bodi motor yang memiliki magnet
Limit
yang
melekat
adalah 2 buah, limit switch yang
motor
kecil, magnet tersebut adalah
padanya.
Untuk
switch
yang
digunakan
pertama digunakan
sebagai
magnet permanen sedangkan untuk
pengendali motor saat pintu sudah
motor
tertutup dan limit
besar
menggunakan
elektromagnetik.
Kumparan
dililitkan
lempeng-lempeng
pada
magnet
disebut
yang
digunakan
switch
sebagai
kedua
pengendali
motor saat pintu sudah terbuka.
kumparan
medan. 2.
Bagian berputar / penggerak
(pintu
masuk
dan
keluar)
ini
berupa sebuah koil dimana arus listrik mengalir. Suatu kumparan motor
akan
berfungsi
apabila
Gambar Rangkaian Limit Switch
medan,berfungsi
RANGKAIAN KESELURUHAN
mempunyai : • Kumparan
sebagai pengahsil medan magnet.
Pada dasarnya alat yang dibuat
•
berfungsi
merupakan sebuah alat pengaman
GGL pada
ruangan yang pada sebuah pintu
Kumparan jangkar,
sebagai
pengimbas
konduktor yang terletak pada laur-
dengan
alur jangkar.
Personal Identification Number )
• Celah udara yang memungkinkan
sebagai
berputarnya jangkar dalam medan
ruangan tersebut. Untuk rangkaian
magnet.
lengkap alat dapat dilihat pada gambar.
RANGKAIAN LIMIT SWITCH Limit switch adalah sejenis saklar pemutus arus yang terdiri dari kontak NO dan kontak NC. Pada alat penelitian ini limit switch digunakan
sebagai
Vol.4 No.1 Januari 2013
pembatas
menggunakan
kunci
untuk
PIN
(
membuka
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
berbentuk balok, yang kemudian dibentuk menyerupai kusen, dan untuk pintunya terbuat dari bahan mika akrilik, replikasi pintu ini terdiri dari satu buah pintu yang berfungsi sebagai pintu keluar dan pintu masuk. digunakan
Pintu adalah
pintu
geser
akrilik
yang
Gambar Rangkaian Lengkap
dengan
Pada saat catu daya dihidupkan maka
masing
keypad akan melakukan proses scan
berlawanan
kemudian keypad akan mengirimkan
masing akrilik dikaitkan dengan
sinyal
belt
ke mikrokontroler untuk
dua buah
yang
–
masing karena
bergerak masing
yang
–
digerakkan
diproses, bila sesuai dengan data pin
menggunakan putaran motor. Limit
yang diminta maka mirokontroler
switch satu dipasang
akan menampilkan melalui LCD, dan
mengetahui bahwa pintu tertutup
disalurkan
lalu motor berhenti berputar,
ke
pembalik
putaran
untuk
dan
motor / motor driver kemudian motor
Limit
switch
akan bergerak membuka pintu dan
untuk
mengetahui bahwa pintu
berhenti
terbuka
setelah
mengenai
limit
dan
dua dipasang
motor
berhenti
ukuran
miniatur
switch 2 yang menandakan pintu
berputar. Untuk
sudah terbuka. Sebaliknya jika data
pintu adalah sebagai berikut ;
yang diterima oleh mikrokontroler
• Kerangka pintu yaitu panjang 42
tidak sesuai dengan data pin yang
cm, tinggi 34 cm, dan lebar 4 cm
diminta maka mikrokontroler akan
• Pintu yaitu tinggi pintu 15,5
menampilkan
cm dan lebar pintu 8 cm
melalui
LCD
dan
tanda alarm akan berbunyi. Alarm yang digunakan berupa buzzer
PERANCANGAN MEKANIK Kerangka pintu terbuat dari bahan
alumunium
Vol.4 No.1 Januari 2013
yang
sudah
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
Gambar Miniatur Pintu PENGUJIAN ALAT
yang
atau kinerja alat keseluruhan maka pengujian.
yang dilakukan
Pengujian
adalah
menampilkan
“password
salah” dan menghasilkan output
Untuk mengetahui kemampuan
dilakukan
ISSN : 2086‐9479
dengan
pada buzzer sehingga buzzer akan berbunyi dan pintu tetap tertutup. Berikut adalah hasil pengujian alat ;
menekan tombol pada keypad yang
•
Keadaan awal
kemudian input akan diproses oleh mikrokontroler menghasilkan
sehingga output
ke
LCD,
motor driver dan buzzer. Dalam setiap penekanan tombol keypad yang
kemudian
diproses
Tampilan LCD
oleh
mikrokontroler akan menghasilkan output pada LCD
yang sesuai
dengan tombol keypad yang telah
Pintu tertutup
ditekan.
• Keadaan
Setelah
password
LCD
saat
keypad
dimasukan dengan menekan tombol
ditekan ‘*’ (enter) untuk masuk ke
enter atau “*” pada keypad, maka
mode pasword
data akan diproses kembali oleh mikrokontroler. Jika data pin yang dimasukkan sesuai dengan data pin yang
dimaksud
maka
akan
menghasilkan output pada LCD yang
menampilkan
benar”
dan
Tampilan LCD • Keadaan LCD
saat
input
password
“password
menghasilkan output
pada motor driver sehingga pintu akan terbuka, dengan waktu 10
Password yang diminta
detik maka pintu akan tertutup kembali. Namun jika data pin yang dimasukkan tidak sesuai dengan data pin yang dimaksud maka akan menghasilkan output pada LCD Vol.4 No.1 Januari 2013
•
Keadaan
LCD
dan
pintu
setelah tombol “ * “ ( enter ) ditekan
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
Password benar
2.
ISSN : 2086‐9479
Kelemahan
dari
ketika listrik padam
alat
ini
maka alat ini
tidak dapat berfungsi
Pintu terbuka
DAFTAR PUSTAKA
KESIMPULAN
1.
Berdasarkan uraian dari pembahasan
8051Microcontroller, New Jersey:
bab-bab sebelumnya maka dapat
Prentice Hall, 1995.
ditarik kesimulan sebagai berikut :
2.
1.
Electronic, atau Elekronika Praktis,
Alat ini berfungsi efektif
MacKenzie,
terj.
menggunakan
PIN
(Personal
Pradnya Paramita.
Identification
Number)
berbasis
Vol.4 No.1 Januari 2013
Scott, The
Woolard, Barry. 2002. Basic
sebagai pengaman ruangan dengan
Mikrokontroller AT89S52
I
H.Kristono,
Jakarta
:
PT.
3. My tutorial cafe, the toucht of Electronics Technology
