Uas_musa Payung_201611002_rancang Bangun Pengaman Pintu Ruangan Menggunakan Sidik Jari Berbasis Arduino.docx

RANCANG BANGUN PENGAMAN PINTU RUANGAN MENGGUNAKAN SIDIK JARI BERBASIS ARDUINO BAB II LANDASAN TEORI Diagram Blok LCD 16 x 2

Push Button Mikrokontroller AT-Mega328

Relay

Sensor Fingerprint

Solenoid Door Lock

Buzzer Power Supply

2.1

Mikrokontroler AT-Mega 328 Sebuah

mikrokontroler

telah

berisi

semua

komponen

yang

memungkinkannya beroperasi mandiri, dan telah dirancang secara khusus untuk tugas monitoring dan atau kontrol. Karena itu, selain prosesor saja, juga sudah memuat memori, interface pengendali, satu atau lebih timer, interrupt controller, dan yg terakhir pasti memuat tidak sedikit pin I/O yang memungkinkan untuk langsung menghubungkan lingkungannya. Komponen utama di dalam papan Arduino adalah sebuah mikrokontroller 8 bit dengan merek AT-Mega yang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation. ATMega328 mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang dimana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer).

Mikrokontroller AT-Mega 328 memiliki arsitektur Harvard, dimana memori untuk kode program dan memori untuk data dipisahkan sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism. Instruksi – instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program. Konsep inilah yang memungkinkan instruksi – instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock. 32 x 8-bit register serba guna digunakan untuk mendukung operasi pada ALU (Arithmatic Logic Unit) yang dapat dilakukan dalam satu siklus. 6 dari register serbaguna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada mode pengalamatan tak langsung untuk mengambil data pada ruang memori data. Ketiga register pointer 16-bit ini disebut dengan register “X” (gabungan R26 dan R27), register Y (gabungan R28 dan R29), dan register Z (gabungan R30 dan R31). Hampir semua instruksi AVR memiliki format 16-bit. Setiap alamat memori program terdiri dari instruksi 16-bit atau 32-bit. Selain register serba guna di atas, terdapat register lain yang terpetakan dengan teknik memory mapped I/O selebar 64 byte. Beberapa register ini digunakan untuk fungsi khusus antara lain sebagai register control Timer/ Counter, Interupsi, ADC, USART, 17 SPI, EEPROM, dan ungsi I/O lainnya. Register–register ini menempati memori pada alamat 0x20h – 0x5Fh. (Angga Khalifah Tsauqi & Irzaman, 2016). Tabel Spesifikasi AT-Mega 328 Mikrokontroler

AT-Mega 328

Tegangan operasi

5V

Tegangan input

7-12 V

Batas tegangan input

6-20 V

Jumlah pin i/o digital

14 (6 PWM)

Jumlah pin input analog

6

Arus DC tiap pin i/o

40 mA

Arus DC untuk pin 3.3 V

50 mA

Memory flash

32 KB (Atmega328)

SRAM

2 KB (Atmega328)

EEPROM

1 KB (Atmega328)

Clock speed

16 MHz

Gambar port AT-Mega328

Gambar AT-Mega328

2.2

Sensor Fingerprint Secara historis dalam aplikasi penegakan hukum, akuisisi gambar sidik jari

dilakukan dengan menggunakan apa yang disebut “teknik-tinta”. Jari-jari subyek tersebut diolesi dengan tinta hitam dan ditekan di atas kertas. Sensor membaca pola tonjolan pada permukaan jari dan mengkonversi pembacaan analog dalam bentuk digital melalui sebuah konverter A/D; tampilan modul bertanggung jawab untuk mengkomunikasikan (mengirim gambar, menerima perintah) dengan perangkat eksternal (komputer pribadi).

Gambar Blok Diagram dari Fingerprint Scanner Sidik jari (fingerprint) adalah hasil reproduksi tapak jari baik yang sengaja diambil, dicapkan dengan tinta, maupun bekas yang ditinggalkan pada benda karena pernah tersentuh kulit telapak tangan atau kaki. Kulit telapak adalah kulit pada bagian telapak tangan mulai dari pangkal pergelangan sampai ke semua ujung jari, dan kulit bagian dari telapak kaki mulai dari tumit sampai ke ujung jari yang

mana pada daerah tersebut terdapat garis halus menonjol yang keluar satu sama lain yang dipisahkan oleh celah atau alur yang membentuk struktur tertentu. 2.3

Liquid Crystal Display Liquid Crystal Display (LCD) merupakan sebuah alat yang berfungsi untuk

menampilkan suatu ukuran besaran atau angka, sehingga dapat dilihat dan diketahui melalui tampilan kristalnya. Dimana penggunaan LCD dalam tugas akhir ini menggunakan LCD dengan 16x2 karakter. LCD 16x2 ini beroperasi pada power supply +5V, tetapi juga dapat beroperasi pada power supply +3V. (Setiyo Budiyanto, 2012)

Gambar LCD 16x2 LCD ini memiliki 16 pin dengan fungsi pin masing – masing diperlihatkan pada tabel. Tabel Pin-pin LCD No

Simbol

Level

Fungsi

1

Vss

-

2

Vcc

5 + 10% V

3

Vee

Penggerak LCD

4

RS

H = Memasukkan Data

0V

L = Memasukkan Instruksi 5

R/W

H = Baca L = Tulis

2.4

6

E

Enable Signal

7

DB0

H/L

8

DB1

H/L

9

DB2

H/L

10

DB3

H/L

11

DB4

H/L

12

DB5

H/L

13

DB6

H/L

14

DB7

H/L

15

V+BL

16

V-BL

Data Bus

Kecerahan LCC

Solenoid Door Lock Solenoid Door Lock adalah sebuah pengunci pintu yang mengaplikasikan

sistem solenoid. Solenoid adalah sebuah kumparan elektromagnet yang dirancang secara khusus. Cara kerja solenoid ini adalah pada saat arus mengalir melalui kawat pada sistem solenoid, disekitar kawat tersebut akan menghasilkan medan magnet. Sistem solenoid menggunakan kumparan yang terdiri dari gulungan kawat yang diperbanyak, sehingga medan magnet yang dihasilkan akan lebih besar dan

mengalir disekitar kumparan kawat tersebut. Pada kumparan tersebut nantinya akan dipasang sebuah pegas yang nantinya jika medan magnetnya terbentuk pegas tersebut akan tertarik oleh magnet tersebut. Solenoid adalah aktuator yang mampu melakukan gerakan linier. Solenoid dapat bekerja secara elektromekanis (AC/DC), hidrolik, peneumatik atau di dorong semua operasi pada prinsip – prinsip dasar yang sama. Dengan memberikan sumber tegangan maka solenoid dapat menghasilkan gaya yang linier. Contohnya untuk menekan tombol pada piano, operator katup, dan bahkan untuk robot melompat. Solenoid DC beroperasi pada prinsip – prinsip seperti motor DC. Perbedaan antara solenoid dan motor adalah bahwa solenoid adalah motor yang tidak dapat berputar. (Yan Detha Shandy V.D, 2015).

Gambar Solenoid Door Lock 2.4.1

Sistem Kerja Solenoid Didalam solenoid terdapat kawat melingkar pada inti besi. Ketika arus

listrik melalui kawat ini, maka terjadi medan magnet untuk menghasilkan energy yang bisa mendorong inti besi. Poros dalam dari solenoid adalah piston seperti silinder terbuat dari besi atau baja, yang disebut pluger (setara dengan sebuah dinamo), medan magnet kemudian menerapkan kekuatan untuk pluger ini, baik

menarik atau repling (kembali posisi). Ketika medan magnet dimatikan, pegas pluger kemudian kembali ke posisi semula.

Gambar pergerakan solenoid 2.5

Adaptor Adaptor yaitu piranti elektronik yang bisa mengubah tegangan listrik (AC)

yang tinggi jadi tegangan listrik (DC) yang rendah, namun ada juga jenis adaptor yang bisa mengubah tegangan listrik yang rendah jadi tegangan listrik yang tinggi. Adaptor digunakan sebagai sumber tegangan untuk mengaktifkan Arduino UNO, tegangan yang dibutuhkan Arduino UNO sebesar 5-7V DC. Pada pengujian ini input adaptor dihubungkan ke tegangan listrik 220V AC dan output diukur menggunakan multimeter. Hasil pengukuran adaptor menggunakan multimeter, output tegangan adaptor sebesar 6V. Output tegangan adaptor sesuai dengan kebutuhan Arduino UNO, dimana tegangan yang dibutuhkan sebesar 5-7V. (Andik Giyartono & Priadhana Edi Kresnha, 2015). Macam- macam adaptor :

2.5.1

Adaptor DC Converter Adalah adaptor yang bisa mengubah tegangan DC yang besar jadi tegangan

DC yang kecil. Contohnya dari tegangan 12 VDC jadi 6 VDC. 2.5.2

Adaptor Step Up dan Step Down Adaptor Step Up yaitu adaptor yang bisa mengubah tegangan AC yang

kecil jadi tegangan AC yang besar. Contohnya dari Tegangan 110 V jadi tegangan 220 V. Adaptor Step Down yaitu adaptor yang bisa mengubah tegangan AC yang besar jadi tegangan AC yang kecil. Contohnya dari tegangan 220 V jadi tegangan 110 V. Adaptor Step Up ataupun adaptor Step Down alatnya sama, tinggal bagaimana caranya kita memakainya. 2.5.3

Adaptor Inverter Adaptor inverter adalah adaptor yang bisa mengubah tegangan DC yang

kecil jadi tegangan AC dengan ukuran besar. Misalnya dari tegangan 12 V DC menjadi 220 V AC. 2.5.4

Adaptor Power Supply Adaptor power supply adalah adaptor yang bisa mengubah tegangan listrik

AC yang besar jadi tegangan DC yang kecil. Misalnya dari tegangan 220 V AC jadi tegangan 6 V, 9 V, atau 12 VDC. Adaptor power supply di buat untuk menukar manfaat baterai atau accu supaya lebih ekonomis. Adaptor power supply ada yang di buat sendiri, namun ada yang di buat jadikan satu dengan rangkaian lain. Umpamanya dengan rangkaian Radio Tape, Tv, dan lain-lain.

2.6

Push Button Push Button atau dalam bahasa Indonesianya yaitu saklar tekan yang

artinya alat ini akan bekerja dengan cara ditekan. Alat ini juga paling mudah untuk dipelajari atau dipahami karena fungsi dan cara kerjanya yang sangat sederhana, pada bagian atasnya terdapat knop yang berfungsi sebagai area penekan, lalu disamping kiri dan kanan terdapat terminal, kontak Normally Open (NO) dan Normally Close (NC) berfungsi sebagai terminal wiring yang dihubungkan dengan alat listrik lainnya, mempunyai kapasitas beban sekitar 5 A. Ketika bagian knopnya ditekan maka alat ini akan bekerja sehingga kontakkontaknya akan terhubung untuk jenis normally open dan akan terlepas untuk jenis normally close, dan sebaliknya ketika knopnya dilepas kembali maka kebalikan dari sebelumnya, untuk membuktikannya pada terminalnya bisa digunakan alat ukur tester / ohm meter, pada umumnya pemakaian terminal jenis NO digunakan untuk menghidupkan rangkaian dan terminal jenis NC digunakan untuk mematikan rangkaian, namun semuanya tergantung dari kebutuhan. Push Button dibedakan menjadi beberapa type : 2.6.1

Type Normally Open (NO) Tombol ini disebut juga dengan tombol start karena kontak akan menutup

bila ditekan dan kembali terbuka bila dilepaskan. Bila tombol ditekan maka kontak bergerak akan menyentuh kontak tetap sehingga arus listrik akan mengalir.

Gambar Push Button Normally Open (NO)

2.6.2

Type Normally Close (NC) Tombol ini disebut juga dengan tombol stop karena kontak akan membuka

bila ditekan dan kembali tertutup bila dilepaskan. Kontak bergerak akan lepas dari kontak tetap sehingga arus listrik akan terputus.

Gambar Push Button Normally Close (NC)

2.6.3

Type NO dan NC Tipe ini kontak memiliki 4 buah terminal baut, sehingga bila tombol tidak

ditekan maka sepasang kontak akan NC dan kontak lain akan NO, bila tombol ditekan maka kontak tertutup akan membuka dan kontak yang membuka akan tertutup.

Gambar Push Button Normally Open (NO) dan Normally Close 17

2.7

Relay Relay adalah saklar mekanik yang dikendalikan atau dikontrol secara

elektronik. Saklar pada relay akan terjadi perubahan posisi OFF ke ON pada saat diberikan energy elektro magnetic pada aematur relay tersebut. Relay pada dasarnya terdiri dari 2 bagian utama yaitu saklar mekanik dan system pembangkit elektromagnetik (inductor inti besi). Saklar atau kontaktor relay dikendalikan menggunakan tegangan listrik yang diberikan ke inductor pembangkit magnet untuk menarik armature tuas saklar atau kontaktor relay. Relay dibutuhkan dalam rangkaian elektronika sebagai eksekutor sekaligus interface antara beban dan system kendali elektronik yang berbeda system power supplynya. Bagian utama Relay elektromagnetik yaitu: 1.

Kumparan Elektromagnet

2.

Saklar atau Kontaktor

3.

Swing Armatur

4.

Spring (pegas)

2.7.1

Konstruksi Relay Elektro Mekanik Posisi Normally Close (NC) Pada saat electromagnet tidak diberikan sumber tegangan maka tidak ada

medan magnet yang menarik armature, sehingga saklar relay tetap terhubung ke terminal NC. Kemudian pada saat electromagnet diberikan sumber tegangan maka terdapat medan magnet yang menarik armature, sehingga relay terhubung ke terminal Normally Open (NO).

Konstruksi Relay Elektro Mekanik Posisi NC

2.7.2

Konstruksi Relay Elektro Mekanik Posisi Normally Open (NO) Relay elektro mekanik ini mempunyai kondisi saklar dalam 3 posisi. Ketiga

posisi saklar akan berubah pada saat relay mendapat tegangan sumber pada elektromagnetnya. Ketiga posisi saklar relay adalah : 2.7.2.1 Posisi Normally Open (NO) Posisi saklar relay yang terhubung ke terminal NO. Kondisi ini akan terjadi pada saat relay mendapat tegangan sumber pada elektromagnetnya.

2.7.2.2 Posisi Normally Close (NC) Posisi saklar relay yang terhubung ke terminal NC. Kondisi ini terjadi apabila relay tidak mendapat tegangan sumber pada elektromagnetnya.

2.7.2.3 Posisi Change Over (CO) Kondisi perubahan armature saklar relay yang berubah dari posisi NC ke NO atau sebaliknya NO ke NC. Kondisi ini terjadi apabila sumber tegangan diberikan ke electromagnet atau saat sumber tegangan diputus dari electromagnet relay.

Gambar Konstruksi Relay Elektro Mekanik Posisi NO Relay memiliki beberapa jenis sesuai dengan desain yang ditentukan oleh produsen relay. Dilihat dari desain relay maka relay dibedakan menjadi: 1.

Single Pole Single Throw (SPST) Relay ini memiliki 4 terminal yaitu 2 terminal untuk input kumparan

electromagnet dan 2 terminal saklar. Relay ini hanya memiliki posisis NO (Normally Open) saja. 2.

Single Pole Double Throw (SPDT) Relay ini memiliki 5 terminal yaitu 2 terminal untuk input kumparan

elektromagnetik dan 3 terminal saklar. Relay ini memiliki 2 kondisi NO dan NC.

3.

Double Pole Single Throw (DPST) Relay jenis ini memiliki 6 terminal yaitu 2 terminal untuk input

kumparan elektromagnetik dan 4 terminal untuk saklar. Untuk 2 saklar yang masing-masing saklar hanya memiliki kondisi NO saja. 4.

Double Pole Double Throw (DPDT) Relay jenis ini memiliki 8 terminal yang terdiri dari 2 terminal untuk

kumparan elektromagnetik dan 6 terminal untuk 2 saklar dengan 2 kondisi NC dan NO untuk masing-masing saklarnya. (Muhammad Saleh & Munnik Haryanti, 2017).

Gambar Macam-Macam Relay

2.8

Buzzer Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah

getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi

elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm). (Rahadhian Angga Pratama & Aqwam Rosadi Kardian, 2012).

Gambar Macam-Macam Buzzer

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN

3.1

Perancangan Sistem Perancangan sistem adalah melakukan perancangan secara keseluruhan

terhadap rangkaian alat yang digunakan. Pada gambar di bawah ini merupakan diagram blok sistem keamanan pintu ruangan menggunakan sensor sidik jari.

LCD 16 x 2 Push Button

Mikrokontroller AT-Mega328

Relay

Solenoid Door Lock

Sensor Fingerprint Buzzer Power Supply Supply

Diagram Blok Penjelasan dan fungsi dari masing – masing blok adalah sebagai berikut:

a.

Power Supply : Berfungsi sebagai sumber tegangan.

b. Sensor Fingerprint : Berfungsi untuk mendeteksi sidik jari yang diletakkan pada permukaan sensor dan merubah input menjadi data digital lalu dikirim ke mikrokontroler.

c.

Mikrokontroler arduino uno : Berfungsi sebagai pusat kendali dari keseluruhan sistem kerja rangkaian.

d. LCD : Berfungsi sebagai media penampilan data yang diinginkan. e.

Buzzer : Berfungsi sebagai bunyi pada saat sidik jari yang dimasukan salah atau belum terdaftar.

f.

Solenoid door lock : Berfungsi untuk mengunci pintu ruangan.

g.

Push Button : Berfungsi untuk mengaktifkan dan menonaktifkan sensor fingerprint. Berdasarkan diagram blok di atas prinsip kerja alat ini, yaitu ketika daya

diaktifkan maka arduino akan aktif, setelah arduino aktif maka sensor sidik jari bisa diakses untuk membuka pintu ruangan. Pada saat sidik jari orang yang telah didaftarkan terdeteksi maka arduino akan menampilkan identitas orang tersebut pada lcd. Saat identitas pengguna benar, arduino akan memerintahkan relay untuk mengaktifkan solenoid door lock sehingga pintu ruangan dapat dibuka. Untuk keluar dari ruangan tersebut pengguna dapat menekan push button kemudian arduino akan memerintahkan relay untuk mengaktifkan solenoid door lock sehingga pintu ruangan dapat dibuka. Apabila sidik jari yang terdeteksi pada sensor sidik jari tidak terdaftar maka buzzer akan aktif selama 2 detik.

3.2

Perancangan Prototype Pintu Ruangan

1 5

1

4

4

3

3 2

Gambar Tampak Depan

2

Gambar Tampak Belakang

Keterangan: Gambar tampak depan

Gambar tampak belakang

1. Pintu

1. Pintu

2. Solenoid door lock

2. Solenoid door lock

3. Sensor fingerprint

3. Push button

4. LCD 16 x 2

4. Box control

5. Buzzer

3.3 3.3.1

Perancangan Rangkaian Rangkaian Power Supply Catu daya adalah sebuah peralatan penyedia tegangan atau sumber daya

untuk peralatan elektronika dengan prinsip mengubah tegangan listrik yang tersedia dari jaringan distribusi transmisi listrik menuju level yang diinginkan sehingga berimplikasi pada pengubahan daya listrik. Dalam sistem pengubahan daya. Jika

suatu catu daya bekerja dengan beban maka terdapat keluaran tertentu dan jika beban tersebut dilepas maka tegangan keluar akan naik, persentase kenaikan tegangan dianggap sebagai regulasi dari catu daya tersebut. Regulasi adalah perbandingan perbedaan tegangan yang terdapat pada tegangan beban penuh. Agar tegangan keluaran catu daya lebih stabil, dapat digunakan suatu komponen IC yang disebut IC regulator, misalnya IC Regulator 7812 atau IC Regulator 7805. Hal ini memungkinkan keluaran DC catu daya dapat dibentuk sesuai kebutuhan. Gambar di bawah ini menunjukkan rangkaian catu daya menggunakan IC regulator.

Gambar rangkaian catu daya 3.3.2

Rangkaian Mikrokontroler AT-Mega328 Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada.

Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC mikrokontroler AT-Mega328. Pada IC inilah semua program diisikan, sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Dalam menjalankan chip IC mikrokontroler ATMega328 memerlukan komponen elektronika pendukung lainnya. Suatu rangkaian yang paling sederhana dan minim komponen pendukungnya disebut sebagai suatu rangkaian sistem minimum. Sistem minimum ini berfungsi untuk membuat rangkaian mikrokontroler dapat bekerja, jika ada komponen yang kurang, maka

mikrokontroler tidak akan bekerja. Rangkaian mikrokontroler ATMega 328 pada Arduino uno dapat dilihat pada gambar di bawah.

Gambar skematik rangkaian mikrokontroler AT-Mega328 pada arduino uno Arduino Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal. Sumber listrik dipilih secara otomatis. Eksternal (non-USB) daya dapat berupa baik AC-DC adaptor atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan cara menghubungkan plug pusat – positif 2.1 mm ke dalam board colokan listrik. Sedangkan untuk baterai dapat dihubungkan kedalam header pin GND dan Vin dari konektor Power. Board dapat beroperasi pada pasokan daya dari 6 – 20 volt. Jika diberikan dengan kurang dari 7V, bagaimanapun, pin 5V dapat menyeluplai kurang dari 5 volt dan board mungkin tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12V, regulator bisa panas dan merusak board. Rentang yang dianjurkan adalah 7V – 12V. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus : 

Serial : 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirim (TX) data TTL serial. Pin ini terhubung ke pin yang sesuai dari chip ATMega8U2 USB-to-Serial TTL.



Eksternal Interupsi : 2 dan 3. Pin ini dapat dapat dikonfigurasi untuk memicu interupsi pada nilai yang rendah, tepi naik atau jatuh, atau perubahan nilai. Lihat attchInterrupt() fungsi untuk rincian.



PWM : 3,5,6,9,10, dan 11. Menyediakan 8-bit output PWM dengan analogWrite() fungsi.



SPI : 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mendukung komunikasi SPI menggunakanlibrary SPI.



LED : 13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin adalah nilai TINGGI. LED menyala, ketika pin adalah RENDAH, itu off.





Arduino Uno R3 memiliki 6 input analog diberi label A0 sampai A5,

masing – masing menyediakan 10-bit resolusi (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Secara default sistem mengukur dari ground sampai 5 volt, meskipun mungkin untuk mengubah ujung atas rentang mengunakan pin AREF dan fungsi analogReference(). Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus : 

TWI : A4 atau SDA pin dan A5 atau SCL pin. Mendukung komunikasi TWI



AREF : Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan analogReference()



RESET. Arduino Uno R3 memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan

komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lainnya. ATmega328 menyediakan UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia di pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Sebuah ATmega16U2 pada board ini komunikasi serial melalui USB dan muncul

sebagai com port virtual untuk perangkat lunak pada komputer. Firmware '16U2 menggunakan USB driver standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang diperlukan. Namun, pada Windows, file. Inf diperlukan. Perangkat lunak Arduino termasuk monitor serial yang memungkinkan data sederhana yang akan dikirim ke boardArduino. RX dan TX di board LED akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB ke komputer (tetapi tidak untuk komunikasi serial pada pin 0 dan 1). Fungsi ini digunakan untuk melakukan komunikasi interface pada sistem. ATmega328 juga mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI.

3.3.3

Rangkaian Sensor Sidik Jari Pada perancangan sistem ini, sensor yang digunakan untuk mendeteksi

sidik jari adalah Fingerprint ZFM-60 yang diproduksi Miaxis Biometrics dimana dalam perancangan sistem ini, sensor akan mendeteksi sidik jari yang akan digunakan untuk membuka pintu ruangan. Fingerprint SM630 menggunakan serial data untuk melakukan interface dengan mikrokontroler. Berdasarkan interface pada gambar 9, Modul fingerprint SM630 mengggunakan serial port untuk mengirim dan menerima data, dimana memiliki 4 konektor, yaitu VCC, Tx, Rx dan GND. Berikut penjelasan dari serial port fingerprint ZFM-60 :



VCC : Power supply ± 5v



Tx

: Transmit



Rx

: Receiver



GND : Ground Dalam Sistem ini, dibuat 2 interface serial fingerprint. Interface yang

pertama yaitu computer dimana Tx dihubungkan dengan port A2 dan Rx dengan port A3 dari mikrokontroler. Interface ini digunakan untuk menyimpan sidik jari. Sedangkan interface yang ke dua yaitu sepeda motor, dimana Tx dihubungkan dengan port A0 dan Rx dengan Port A1. Untuk mengambil serta menyimpan sidik jari, diperlukan device untuk membuka program dari fingerprint Zfm60, sehingga port serial fingerprint dihubungkan dengan interface ke komputer atau laptop. Setelah selesai program di download ke mikrokontroler dan port serial fingerprint dipindahkan ke interface yang satunya lagi untuk diaplikasikan ke sepeda motor. Rangkaian interface fingerprint sensor ini dapat dilihat pada gambar di bawah.

Gambar rangkaian sensor sidik jari

3.3.4

Rangkaian Push Button Saklar on/off ini berfungsi untuk mematikan fungsi dari sensor sidik jari saat

ada orang yang mengakses ruang maka sensor sidik jari di off kan dengan menekan saklar on/off, sedangkan untuk mengaktifkan fungsinya sensor sidik jari kembali, maka saklar on/off di kembalikan ke posisi semula. Rangkaian saklar on off dapat dilihat pada gambar di bawah.

Gambar rangkaian push button 3.3.5

Rangkaian LCD 16 x 2 Rangkaian LCD berfungsi untuk menampilkan karakter seperti teks yang

masuk dan perintah dari mikrokontroler. Rangkian LCD dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar rangkaian LCD 16x2

Pada gambar di atas, pin 2 dihubungkan ke VCC (5V), pin 1 dan 16 dihubungkan ke GND (ground), pin 3 merupakan pengaturan tegangan Contrast dari LCD, pin 4 merupakan Register Select (RS), pin 5 merupakan R/W (Read/Write), pin 6 merupakan Enable, pin 11-14 merupakan data. Reset, Enable, R/W dan data dihubungkan ke mikrokontroler AT-Mega328. Fungsi dari potensiometer (R2) adalah untuk mengatur gelap/terangnya karakter yang ditampilkan pada LCD.

3.3.6

Rangkaian Solenoid Door Lock Selenoid 12 V DC ini sebagai pengunci pintu ruangan. Selenoid ini bekerja

pada tegangan max 12 V DC, selenoid memliki 2 pin yaitu VCC dan GND. Rangkaian selenoid 12 V DC dapat dilihat pada gambar di bawah.

Gambar rangkaian solenoid door lock 12 V Untuk menentukan nilai resistansi dari resistor pada gambar rangkaian selenoid diatas dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut:

𝐼=

𝑉 𝑅

𝑅=

𝑉 𝐼

Keterangan V = Tegangan (V) I = Arus (A) R = Tahanan (Ω) Berdasarkan data sheet dari transistor BC107 dan BD139 (lampiran 3) arus basis transistor BC107 = 0,0005 A dan tegangan input dari arduino sebesar 5 V maka untuk nilai resistor yang digunakan sebagai berikut: 𝑅=

𝑉 𝐼

𝑅=

5 0,0005

𝑅 = 1000 k Ω Maka nilai resistor yang digunakan adalah sebesar 100 k Ω

3.3.7

Rangkaian Buzzer

Rangkaian buzzer ini berfungsi sebagai bunyi apabila sidik jari yang dideteksi tidak terdaftar dalam database. Rangkaian buzzer dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar rangkaian buzzer Sebuah buzzer dapat langsung dikoneksikan ke arduino tergantung impedansinya. Jika impedansi kurang dari 10 ohm dapat langsung dihubungkan ke arduino. Untuk impedansi yang lebih besar dibutuhkan driver untuk mengangkat arus yang masuk ke buzzer. Cara sederhana membuat driver untuk buzzer adalah menggunakan rangkaian transistor Prinsip kerja rangkaian di atas adalah dengan memanfaatkan transistor sebagai penguat arus dan saklar elektronik. Jika pin arduino yang terhubung dengan kaki basis (B) mengeluarkan tegangan logika ‘1’ alias tegangan 5 V, maka tegangan ini akan membuat transistor dalam keadaan saturasi, sehingga arus dapat mengalir dari kaki collector (C) ke kaki emitor (E). Dengan demikian buzzer akan mendapat tegangan positif dan negatif sehingga buzzer akan hidup dan mengeluarkan bunyi.

Saat pin arduino mengeluarkan tegangan logika ‘0’ alias tegangan 0 V, transistor akan berada pada posisi off karena tegangan basis-emitor kurang dari 0,7 V. Dengan demikian tidak ada arus yang mengalir dari kaki collector ke kaki emitor, sehingga buzzer dalam keadaan off pula, dan tidak akan mengeluarkan bunyi.

Gambar rangkaian buzzer dan driver

3.4

Perancangan Software Perangkat lunak (software) yang digunakan dalam perancangan sistem

keamanan pintu ruangan menggunakan sidik jari ini adalah sistem operasi Windows 10 Pro. Untuk pemograman penulis menggunakan Software Arduino IDE yang berfungsi untuk memprogram Arduino uno menggunakan bahasa C berbasis Windows

untuk

Arduino.

Sementara

menggunakan software proteus 8.

untuk

mensimulasikan

rangkaian

3.5

Flow Chart

START

Inisiasi sensor fingerprint, push button, solenoid door lock

Input sidik jari

Baca Sidik jari=D.Base

Y

T Pengulangan > 3 kali

Solenoid door lock aktif Buzzer aktif

Input sidik jari terdaftar

Buzzer nonaktif

STOP

3.5.1

Algoritma flowchart sistem Berikut adalah algoritma dari flowchart sistem keamanan pintu ruangan. 1. Mulai menjalankan sistem. 2. Hidupkan perangkat dengan menghubungkan tegangan pada rangkaian. 3. Tempelkan sidik jari pada permukaan fingerprint sensor, maka fingerprint sensor akan mendeteksi sidik jari dan merubah data sidik jari menjadi data digital agar mikrokontroler dapat membaca data tersebut. 4. Mikrokontroler akan menganalisa data sidik jari yang telah diinputkan apakah data tersebut sudah terdaftar atau tidak terdaftar pada database. 5. Apabila data yang dianalisa secara berurutan sebanyak 3 kali tidak sesuai dengan data yang sudah terdaftar maka mikrokontroler akan mengirim perintah untuk menghidupkan buzzer dan relay tidak akan bekerja. Buzzer akan mati bila ada inputan data yang dimasukkan adalah data yang sudah terdaftar. Untuk mengakses pintu ruangan, tempelkan kembali sidik jari pada permukaan sensor fingerprint, apabila data yang dianalisa sudah terdaftar maka mikrokontroler akan mengirim perintah untuk mengaktifkan solenoid door lock. 6. Tekan off push button untuk mematikan sistem keamanan sehingga tidak ada yang dapat mengakses pintu ruangan. 7. Tekan on push button untuk mengakses keluar pintu ruangan. Waktu yang diberikan selama 10 detik dan setelah itu sistem keamanan akan menyala kembali. 8. Selesai.

3.6

Pembuatan Alat Pembuatan alat ini merupakan realisasi rancangan yang telah dibuat.

Rancangan rangkaian dilakukan dengan menggunakan aplikasi Eagle kemudian akan dicetak pada printed circuit board (PCB), selanjutnya pembuatan prototype pintu ruangan serta memasang penempatan komponen yang dibutuhkan pada prototype tersebut. Rangkaian yang telah selesai dibuat akan digabungkan dengan menggunakan kabel pelangi pada prototype.

3.6.1

Power Supply Pembuatan power supply menggunakan trafo 2 A dengan dua buah keluaran

yaitu 12 V dan 5 V. Untuk keluaran 12 V diberi IC regulator 7812 dan keluaran 5 V diberi IC regulator 7805. IC regulator berfungsi untuk meregulasi tegangan DC karena pada rangkaian sistem membutuhkan supply sebesar 5 V dan untuk tegangan input pada solenoid door lock membutuhkan supply 12 V.

3.6.2

Kotak Rangkaian Box rangkaian adalah sebuah box yang digunakan untuk tempat peletakan

komponen – komponen yang digunakan. Didalam box rangkaian terdapat beberapa komponen yang digunakan yaitu rangkaian power supply, mikrokontroller yang telah dipasangkan shield, rangkaian driver relay dan buzzer. Pada bagian depan box terdapat LCD dan sensor fingerprint. Box rangkaian ini akan dipasangkan pada dinding pintu ruangan.

3.6.3

Prototype Pintu dan Ruangan Pembuatan prototype pintu menggunakan kayu sebagai frame dan plywood

untuk menutup sisi depan dan belakang pintu. Sementara untuk membuat prototype ruangan menggunakan kayu sebagai penyangga dan plywood untuk menutup sisi samping, depan, dan belakang.

Daftar Pustaka https://store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3 https://cdn-learn.adafruit.com/downloads/pdf/adafruit-optical-fingerprintsensor.pdf Giyartono, A & Kresnha, P, E 2015, ‘Aplikasi android pengendali lampu rumah berbasis mikrokontroler atmega328’, Jurnal Teknik Indonesia, hh. 7. Tsauqi, A, K, 2016, ‘Saklar otomatis berbasis light dependent resistor (LDR) pada mikrokontroler arduino uno’, Jurnal Seminar Nasional Fisika, vol 5, hh. 20-21. Pratama, R, A & Kardian, A, R 2012, ‘Sensor parkir mobil berbasis mikrokontroler AT89S51 dengan bantuan mini kamera’, Jurnal Komputasi, vol. 11, no. 1, hh. 1. Budiyanto, S 2012, ‘Sistem logger suhu dengan menggunakan komunikasi gelombang radio’, Jurnal Teknologi Elektro, vol. 3 no. 1, hh. 22. Saleh, M & Haryanti, M 2017, ‘Rancang bangun sistem keamanan rumah menggunakan relay’, Jurnal Teknologi Elektro, vol. 8, no. 3, hh. 181-182. Shandy, Y, D, Rakhmatsyah, A & Suwastika, N, A 2015, ‘Implementasi sistem kunci pintu otomatis untuk smart home menggunakan SMS gateway’, Jurnal Teknik, vol. 2, no. 2, hh. 3-4.